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固体の相転移を活用した高効率熱ー電気エネルギー変換機構の解明

利用固体相变阐明高效热电能量转换机制

基本信息

批准号：
21H01822
负责人：
柴田恭幸
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Tokyo University of Marine Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1．三次電池は環境の温度変化で蓄発電するデバイスであり、この電池の性能指標は、熱起電力(Vcell)と放電容量(Qcell)である。Vcell は、正極(α+)と負極(α-)の酸化還元電位の温度係数の差で決定される。他方、放電曲線の幾何学より、放電容量はQcell = -Vcell/[β+/r+β-/(1-r)]で表すことができる。ここで、β+(β-)と r は正極（負極）の酸化還元電位の容量微分と正極活物質の重量比である。本研究では、これら関係を実験的に確かめるため、rの異なった三次電池を系統的に作成し、そのVcellとQcellの相関を評価した。その結果、VcellとQcellのr依存性は上記の計算式で再現可能であることを明らかとした。本成果は原著論文として報告した。2．コバルトプルシャンブルー類似体(Co-PBA) 薄膜の色は物質中のNa+濃度に強く依存していることが知られている。本研究ではこの特性を利用して Na+濃度の分布の時間発展を調べた。まず、Co-PBA 薄膜に Na+濃度の分布が異なる境界層を作り、時間経過に伴うCo-PBA薄膜の透過像を観察した。その結果、初期段階では明瞭な Na+濃度の境界が観測されるのに対し、１時間後では境界がボケ始めていることが観測された。また、画像解析によりNa+濃度の一次元分布を評価し、一次元拡散方程式で定量的な解析を行うことで、マクロな拡散係数を求めた。本成果は原著論文として報告した。

1. The temperature change of the secondary battery and the environment of the storage battery are the same, and the performance index of the secondary battery is the same as the thermal power (Vcell) and the discharge capacity (Qcell). Vcell is determined by the difference in the temperature coefficient of the acidification-reduction potential of the positive electrode (α+) and the negative electrode (α-). Other methods include the geometry of the discharge curve and the discharge capacity of Qcell = -Vcell/[β+/r+β-/(1-r)].ここで、β+(β-)と r はAcidification reduction potential of the positive electrode (negative electrode) のCapacity differential とThe weight ratio of the positive electrode active material である. In this study, the relationship between the にかめるため of the にめるため and the のdifferent tertiary battery を system and the relationship between そのVcell and Qcell were evaluated in this study. It is possible to reproduce the result and dependence of Vcell and Qcell according to the calculation formula mentioned above. This result is an original paper and a report. 2. The color of the Co-PBA thin film depends on the strong concentration of Na+ in the substance. The characteristics of this study are based on the time development and adjustment of Na+ concentration distribution.まず、The Na+ concentration distribution of the Co-PBA film is different and the boundary layer is made, and the passage of time is accompanied by the penetration image of the Co-PBA film.その results, the initial stage of では clear な Na + concentration の観 TES されるのに対し, 1 time later the では realm がボケ开めていことが観 measure された.また、Image analysisによりNa+concentrationのOne-dimensional distributionを価し、One-dimensional scatter equationでQuantitative analysisを行うことで、マクロな拡 coefficientをfinderめた. This result is an original paper and a report.