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リチウム酸素電池実用化に向けたカソード極反応機構解明への挑戦

阐明锂氧电池商业化阴极反应机理的挑战

基本信息

批准号：
22KJ0307
负责人：
神成幸輝
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0307/
关键词：
電池界面支持塩濃度グラフェン反応機構解明分光法

项目摘要

本研究は、次世代二次電池の一つであるリチウム空気電池について、カソード極上の反応機構を分子レベルで解明することを目指し、それにより研究開発に新たな指針を与えることを期待している。電池の電極反応は複雑な系となっており、理解が不十分であるため、電極界面の反応に関する基礎的な研究が必要と考えている。採用一年目においては、既に確立している金電極と分光法の組み合わせ、特にその場表面増強ラマン散乱によって反応生成物を追跡することで知見を得ようと試みた。特に近年広く注目されている電解液の支持塩高濃度化について、特殊な溶媒和構造や電極吸着物に関する利点や界面構造に関して新たな知見を得ることができた。その内容について学会発表を通して他研究者と意見交換もしており、論文執筆の段階にある。一方で研究の中核を担う炭素電極の利用については進捗が順調とは言えない。実用的な系における反応機構を調べることが本研究の大きな課題であり、炭素電極上での反応の追跡のための新技術を中国の厦門大学にて勉強する計画を立てていた。しかしながら、コロナウイルス感染拡大の影響やロシア-ウクライナ間の戦争による不安定な情勢から、中国への渡航ができなかった。そのため、当初計画していた新技術を活用した測定手法の確立が完了していない。課題が残る一方で、代替案を考案し研究を進めることはできている。炭素電極のモデルとして単層グラフェンを合成し、これと金電極を組み合わせることで実用的な系の一種のモデルケースを構築し反応機構について情報を得ることができた。まだ内容をまとめる段階ではないが、炭素上の生成物や中間体のふるまいについて新たな知見が得られる見込みがある。

This research is divided into two parts: the next-generation secondary battery and the anti-reflection mechanism of the next-generation secondary battery. The sub-レベルで解明することを Eye refers to, それにより research opens the 発に新たなPointerを and the えることをLooking forward to している. It is necessary and necessary to study the basics of the electrode reaction of the battery, the complex structure of the battery, the understanding of the imperfection of the electrode interface, and the resistance of the electrode interface. Adopt the one-year-old gold electrode and spectroscopic method of the established gold electrode and spectrometry, and the special method The surface of the field is strengthened by the scattering of the materials and the reaction of the generated objects. Special electrolytes that have attracted much attention in recent years include high-concentration electrolytes, special solvents, and structures. The structure of the electrode adsorbent is new and the interface structure is good. The content of the paper is the exchange of opinions between other researchers, and the stage of writing the paper. One of the main research centers on the utilization of carbon electrodes is the use of carbon electrodes. The used Na-type reaction mechanism and carbon electrode were used in this research. On the basis of the new technology of Xiamen University in China, we are reluctant to plan and stand up.しかしながら、コロナウイルス infection 拡大のeffect やロシア-ウクライThe war between Japan and Japan is an unstable situation, and the crossing of China is an unstable situation. The original plan was to use the new technology and establish the measurement method, which was completed. The subject is still the same, and the alternative case is the research case. Carbon electrode material, single layer composite material, gold electrode combination material The Na type system used in this project is a kind of anti-reaction mechanism built by the Japanese government.まだcontentをまとめるstage stageではないが、carbon on the productや中体のふるまいについて新たな知见が得られる见込みがある.