高出力・高エネルギー密度二次電池の革新的電極材料開発

开发高输出、高能量密度二次电池的创新电极材料

基本信息

批准号：
15F15903
负责人：
本間格
金额：
$ 1.47万
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：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成２８年度に国際共同研究として取り組んだのはモリブデン化合物の１次元クラスターポリマー材料である。硫化モリブデンクラスター(Mo3S11)nはモリブデン原子３個からなるクラスターがペンダント型に連なった１次元無機ポリマーであるがＨＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ観察を用いて構造解析した結果、モリブデン原子３個からなるクラスターが明確に観測され、これらのクラスターが結合したポリマーがコンフォメーション変化を行っているダイナミクスも直接観察できた。この硫化モリブデンの１次元ポリマーの電極特性を調べた結果、非常に高活性な水素還元特性を有していることが判明した。白金に迫る高い電極触媒をレアメタルフリーの化合物から見出したことは低コストの燃料電池やレアメタルフリー化に貢献する革新的なエネルギー機能材料であり、国際共同研究成果は世界トップ誌に掲載された（Nature Materials, 15, 640-646 (2016)）。また、東北大の本間研ではこの研究をさらに進め、これらの１次元ポリマー材料の二次電池応用を検討した。現在、移動体電源として多価イオンを可動キャリアとする二次電池、特にマグネシウム電池に注目が集まっているが、硫化モリブデン化合物のマグネシウムイオン電池活物質としての性能を評価したところ、約80mAh/gの高い活物質容量を得ることが出来た。充放電前後の試料に対してＸＰＳ分析を行った結果、クラスター表面に存在する硫黄原子の内、末端硫黄原子のぺア(terminal sulfur)と２価のマグネシウムイオンとの可逆的なファラディック反応が生じ、大きな容量を得ることが出来たと考えている。現在、高容量なマグネシウムイオン電池の正極活物質は見つかっていない状況であり、本研究成果はハイインパクトの国際誌に掲載さ入れた。（Nano Letters, 16, 5829-5835 (2016)）

2016年，我们进行了一个国际联合研究项目，将使用钼化合物的一维聚合物聚合物材料进行。硫化钼簇（MO3S11）N是一种一维无机聚合物，其中三个钼原子的簇以吊坠形式相连，但是由于使用HAADF-STEM观察者进行结构分析的结果，三个钼原子的群集显然是在这些动力学的动力学，这些群都显然是在这些动力学的。研究了硫化钼的一维聚合物的电极性能，并发现它具有非常高的活性氢还原性能。从稀有金属化合物接近铂金的高电催化剂的发现是一种创新的能量功能材料，有助于低成本的燃料电池和稀有金属的产品，国际联合研究的结果已在世界顶级期刊（自然材料，15，640-646（2016））中发表。此外，东北大学的Honma研究所进行了进一步的研究，并检查了这些一维聚合物材料在二级电池中的应用。目前，注意力集中在二级电池上，尤其是镁电池，这些电池使用多载离子作为移动电源，但是在评估硫化钼化合物作为镁离子电池活性材料的性能时，高度为80 mAh/g的高活性材料。在充电和放电之前和之后对样品进行了XPS分析，据信，末端硫原子的末端硫原子与簇表面硫原子的二价镁离子之间的可逆反应产生，从而产生了很大的容量。目前，尚未发现高容量镁离子电池的正极活性材料，并且这项研究的结果已发表在一本具有高影响力的国际杂志上。（Nano Letters，16，5829-5835（2016））

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Liquid-phase exfoliated MoS2 and MoSe2 nanosheets by supercritical fluid process for Li-ion battery anode

采用超临界流体工艺制备液相剥离 MoS2 和 MoSe2 纳米片，用于锂离子电池负极

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Itaru Honma;Quang Duc Truong;M. K. Devaraju;Takaaki Tomai;Quang Duc Truong and Itaru Honma
通讯作者：
Quang Duc Truong and Itaru Honma

(Mo3S11) cluster polymer as electrode material for rechargeable magnesium battery

(Mo3S11)簇聚合物作为可充电镁电池的电极材料

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
斉藤憲司;浅野真也;賈慧娟;高橋祥子;加藤久典;Quang Duc Truong and Itaru Honma
通讯作者：
Quang Duc Truong and Itaru Honma

ハノイ科学技術大学(ベトナム)

河内科技大学（越南）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Graphene: Electrochemical Exfoliation and Applications　（Graphene Science Handbook (K20503 Vol 4: Mechanical and Chemical Properties), CRC Press, Taylor and Francis (ISBN 9781466591233)）

石墨烯：电化学剥离和应用（石墨烯科学手册（K20503 第 4 卷：机械和化学性能），CRC Press，Taylor 和 Francis（ISBN 9781466591233））

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Itaru Honma;Quang Duc Truong;M. K. Devaraju;Takaaki Tomai;Quang Duc Truong and Itaru Honma;Quang Duc Truong and Itaru Honma
通讯作者：
Quang Duc Truong and Itaru Honma

南洋工科大学(シンガポール)

南洋理工大学（新加坡）