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混ぜるだけ!発想を変えた新しい有機蓄電池の開発 〜導電助剤なしで導電性をリレーし高性能化を実現〜

発表のポイント

  • 安価・安全・高容量・高出力な新しい水系有機蓄電池システムを考案
  • 絶縁性有機材料に複数の導電機構を組み合わせ蓄電池反応に利用
  • 従来の蓄電池に必須な電極の導電助剤が不要になることから、蓄電池の実質的な高容量化が可能に
  • 材料の多様な組合せが可能であり、有機蓄電池の更なる高性能化や低価格化が期待
  • 概要

     有機蓄電池は、低環境負荷・安価・高容量が期待できる次世代蓄電池として世界的に研究が進められています。東北大学多元物質科学研究所の小林弘明 助教らは、導電助剤を全く用いない高容量な有機蓄電池システムを考案・実証しました。
     有機材料は導電性が低いため、大量の導電助剤を必要とすることから、実質的な容量が小さくなる課題があります。本研究では、二つの有機分子材料を混ぜることで導電性が現れる電荷移動現象と、充放電時の導電性有機ラジカル塩生成機構を組み合わせた「導電性リレー機構」を考案し、導電助剤フリーで繰り返し充放電が可能な有機蓄電池の開発に成功しました。絶縁性のため利用できなかった多彩な有機材料への応用により、有機蓄電池の更なる高性能化が期待できます。
     本研究成果は主に、「人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンス」により得られ、5月15日付で、アメリカ化学会が刊行する材料化学専門誌「ACS Applied Materials & Interfaces」オンライン版に公開されました。
    プレスリリース本文(PDF)
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    図1 有機分子材料表面での電荷移動を用いた導電性電極と充放電反応の導電性リレー機構の模式図。

    論文情報:
    “Electrical Conductivity-Relay between Organic Charge-Transfer and Radical Salts toward Conductive Additive-Free Rechargeable Battery”
    Yui Fujihara, Hiroaki Kobayashi, Shinya Takaishi, Takaaki Tomai, Masahiro Yamashita, Itaru Honma
    ACS Applied Materials & Interfaces
    DOI:10.1021/acsami.0c03642

    研究チーム:
    東北大学多元物質科学研究所 小林弘明 助教、笘居高明 准教授、本間格 教授
    東北大学大学院理学研究科 藤原優衣 博士前期課程 (当時)、高石慎也 准教授、山下正廣 名誉教授

    関連リンク:
    エネルギーデバイス化学研究分野
    東北大学
    東北大学大学院理学研究科

    問い合わせ先

    (研究に関すること)
    東北大学多元物質科学研究所
    担当:小林 弘明 助教
    電話:022-217-5816
    E-mail:h.kobayashi*tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

    (報道に関すること)
    東北大学多元物質科学研究所
    広報情報室
    電話:022-217-5198
    E-mail:press.tagen*grp.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

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    Research Category