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Development of Lignin-based Separator for Electric Storage Device

用于蓄电装置的木质素基分离器的开发

基本信息

批准号：
20J20415
负责人：
平良尚梧
金额：
$ 2.18万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2022)Hokkaido University (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20415/
关键词：
リグニンゲルセパレータリチウムイオン電池リグニンゲル

项目摘要

本研究は、木材主要成分の一つであり、新規なマテリアル利用の開発が求められるリグニンからゲルを調製し、これを蓄電デバイスのセパレータとして適用するものである。前年度から蓄積した結果として、リチウム塩溶液で膨潤したリグニンゲルを用いて実際にリチウムイオン電池を組み立て、電池全体としての評価を行った。当該年度は新たに、材料科学分野からの意見を取り入れリグニンゲルの膨潤挙動の探索を行った。本リグニンゲルは有機溶媒中でリチウム塩を添加すると膨らむため、リグニンとリチウム塩の相互作用がゲルの膨潤挙動に重大な影響を及ぼすと考え、各種分析法を用いて研究を行った。赤外分光法や動的光散乱法ではリチウム塩添加の影響を見出すことができなかった。しかし、紫外可視分光法で、試験セルの厚みや溶液濃度等を検討した結果、濃色効果を見出すことができ、この現象は恐らくリグニンの分散に依るものであり、リグニンゲルの膨潤への寄与が大きいと推定した。さらにNMR測定から、リグニンに特徴的な官能基であるフェノール性水酸基とリチウム塩の相互作用を確認することができ、ゲルの特異的な膨潤挙動がリグニンの特性を反映した可能性が示唆された。総じて、当該年度はリチウム塩添加によりリグニンに濃色効果が生じるという予想外の結果を見出すことができ、膨潤メカニズムの推定にも繋がった。研究成果については学会発表をおこない頂いた意見を元に、現在論文を執筆・投稿準備中であり、期待通りの研究の進展があったと考える。

This study is aimed at exploring the main components of wood and its application. The results of the previous year's accumulation were as follows: the solution was swollen, the battery was assembled, and the battery was evaluated When the year is new, the division of materials science is open to the public. This paper studies the effects of different kinds of analytical methods on the swelling of organic solvents. Red light spectroscopy and dynamic light scattering method can be used to detect the influence of light addition. The results of the analysis of the concentration of the solution by ultraviolet visible spectroscopy and the test results show that the phenomenon of concentration and dispersion depends on the degree of swelling and the degree of swelling. NMR measurements of the functional groups characteristic of the compound show the possibility of confirming the interaction between the functional groups and the compound. The results of this study are shown in the table below. Research Results: The Society's Report, Comments, Papers Written, Submission Prepared, Research Progress Expected