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ナトリウムイオン電池の新正極材を開発 鉄とマンガンからなるレアメタルフリーの新規電極材料/東京理科大・GSユアサ

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1 :依頼29-84@白夜φ ★:2012/05/01(火) 09:34:24.84 ID:???
<レアメタルフリー構成のナトリウムイオン蓄電池の実現につながる研究成果(プレスリリース)>
公開日2012年04月30日

BL02B2(粉末結晶構造解析)
資源が豊富な元素である鉄とマンガンからなるレアメタルフリーの新規電極材料の開発に成功
ナトリウムイオンを用いた次世代のエネルギー貯蔵技術確立への可能性を示す

2012年4月30日   東京理科大学 科学技術交流センター(承認TLO)

東東京理科大学・総合研究機構 藪内 直明 (やぶうち なおあき)講師、同・理学部第一部応用化学科 駒場 慎一
(こまば しんいち) 准教授らの研究グループは、ナトリウムイオン電池用電極材料としてレアメタルを必要としない
新規鉄系層状酸化物の合成に成功し、その研究成果に関して英国科学雑誌『Nature Materials』(http://www.nature.com/nmat/)に
おいて発表されます。

これまで駒場准教授らの研究グループは、現在高性能電池に広く用いられているリチウムの代わりとして、
資源が豊富なナトリウムを電気エネルギー貯蔵に利用するという基礎研究を2005年から進めており、
これまでに炭素材料と層状酸化物を用いることにより、リチウムを全く用いずに常温で作動する新しいエネルギー
デバイス「ナトリウムイオン電池」の立証に成功しています。その成果に関しては2011年8月に独国科学雑誌
『Advanced Energy Materials』に掲載され、ナトリウムイオン電池は将来的にはスマートグリッド用の定置用大型電池や
電気自動車の電源として応用が可能な技術として世界中から大きな注目を集めました。
 
今回の研究成果は、東京理科大学・総合研究機構 藪内 直明 講師、同・理学部第一部応用化学科 駒場 慎一 准教授、
理学部第二部化学科 山田 康洋 教授らと株式会社GSユアサ(本社:京都市南区、代表取締役社長 依田 誠)が共同で、
新規鉄系層状酸化物の合成に成功し、鉄、マンガン、ナトリウムという資源が豊富な元素を組み合わせることで
レアメタルフリー構成を実現し、さらに、これまでの材料と比較して電池のエネルギー密度を向上させることが
可能であることを見出しました。これらの研究成果はリチウムやコバルト、ニッケルといったレアメタルを一切必要としない、
高エネルギー密度の蓄電デバイスの可能性について世界に先駆けて示すものです。
研究成果の詳細につきましては、添付の参考資料をご参照ください。
 
また本研究の一部は、総合科学技術会議により制度設計された最先端・次世代研究開発支援プログラム※1
(研究代表者:駒場慎一)により、日本学術振興会を通して助成されたものです。
また、実験の一部は大型放射光施設SPring-8 (ビームライン: BL02B2) 、大学共同利用機関法人 高エネルギー
加速器研究機構 物質構造科学研究所のフォトンファクトリー (ビームライン: BL-7C) の設備を用いて行いました。

(※引用ここまで。全文は引用元をご覧ください)
────────
▽記事引用元 SPring8 大型放射光施設
http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2012/120430

▽関連記事
日刊工業新聞
東京理科大とGSユアサ、ナトリウムイオン電池の新正極材を開発
http://www.nikkan.co.jp/news/nkx0320120430eaak.html
日本経済新聞
東京理科大とGSユアサ、蓄電池用の新電極材料を開発
http://www.nikkei.com/tech/news/article/g=96958A9C93819595E0EAE2E3968DE0EBE2E6E0E2E3E086989FE2E2E2

▽関連
Nature Materials
P2-type Nax[Fe1/2Mn1/2]O2 made from earth-abundant elements for rechargeable Na batteries
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/abs/nmat3309.html

※ご依頼いただきました。

2 :名無しのひみつ:2012/05/01(火) 09:40:56.25 ID:rAPFn9FH
やさしく。3行くらいで


5 : 忍法帖【Lv=40,xxxPT】 :2012/05/01(火) 09:51:45.38 ID:iV3zgnyV
さすが島津源三の作った会社だけはあるな。


東北大、高性能スーパーキャパシタを開発

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1 :おばさんと呼ばれた日φ ★:2011/02/21(月) 21:11:19.06 ID:???
東北大学 原子分子材料科学高等研究機構の陳明偉教授の研究グループは、3次元ナノポーラス金属/酸化物
ハイブリッド電極を用いた高性能電気化学キャパシタの開発に成功したことを発表した。
同研究成果は2011年2月20日(英国時間)、英国科学雑誌「Nature Nanotechnology」のオンライン速報版に掲載された。

電気二重層キャパシタ(もしくはスーパーキャパシタ)は、高出力と長寿命を併せ持ち、ボータブル機器から
ハイブリッド電気自動車まで幅広く応用されるようになってきている。スーパーキャパシタは高電力供給元
ではあるが、それらのエネルギー密度は従来の電池や多くのアプリケーションで必要とされる値には届いて
おらず、例えば、従来のスーパーキャパシタの貯蔵エネルギー密度は約100F/cm3(もしくは150F/g)程度であった。
これは、マンガン酸化物(MnO2)のような擬似容量金属酸化物をスーパーキャパシタ中の電極として使うことが
有効である一方、MnO2の電気伝導性の悪さ(10-5-10-6S cm-1)がネックとなり、十分な性能を発揮できなかった
ためである。

研究グループでは、高性能スーパーキャパシタへの応用のため、新規ナノポーラス金属/酸化物(Au/MnO2)
ハイブリッド電極材料を開発。同ハイブリッド材料は、独立した3次元ナノポーラス金薄膜にナノ結晶MnO2を
無電解めっきして得たもので、MnO2の電析量(厚さ)はめっき時間で制御することが可能となっている。

図2の(a)に記されたナノポーラス金/MnO2ハイブリッド薄膜の典型的な透過電子顕微鏡像を見ると、
ナノ結晶MnO2が一様にナノポーラス上にめっきされていることがわかる。

画像
図1
図2

ソース
http://journal.mycom.co.jp/news/2011/02/21/084/index.html


2 :おばさんと呼ばれた日φ ★:2011/02/21(月) 21:11:26.94 ID:???

また、Au/MnO2界面の走査型透過電子顕微鏡像では、ナノ結晶MnO2が金のリガメントにエピタキシャル成長
している様子が観察され、化学結合した金属/酸化物界面が形成されていることがわかる。

ナノ結晶MnO2と金の良好な密着により、このハイブリッド材料の電気伝導性は改善され、電気化学測定により、
このハイブリッド電極材料は1160F/cm3(601F/g)の電力・エネルギー密度、および繰り返し使用に対する
高い安定性を有していることが判明した。

これにより、開発したハイブリッド材料が、その高比容量と高充放電率から、高エネルギー貯蔵密度と高度な
電力供給を併せ持つ次世代のスーパーキャパシタの候補になることが期待できると研究グループでは
指摘しており、今後は貴金属である金をナノポーラス銅のような安価な材料で置き換え、安価かつ高性能な
スーパーキャパシタの開発に取り組む予定としている。



3 :名無しのひみつ:2011/02/21(月) 21:13:29.49 ID:Ks+gLpwC
揚水ダムが要らなくなるな、スゲー・・・。


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