2021年 | プレスリリース?研究成果
液体硫黄を活用した高速充放电可能なマグネシウム电池用正极复合材料の开発に成功
【本学研究者情报】
〇金属材料研究所 先端?萌芽研究部门 助教 下川航平
【発表のポイント】
- 中温イオン液体中で、硫化鉄などの硫化物から金属成分を电気化学的に脱离することにより、液体硫黄/硫化物复合材が作製可能であることを示しました。
- マグネシウム电池系において,従来型酸化物系正极材料の充放电速度のおよそ100倍に迫る高速充放电が可能であることを実証しました。
- 硫化物からの金属成分脱离により生成した液体硫黄は非平衡状态にあり、未缓和状态における放电では、通常より高い起电力を示しました。
【概要】
次世代蓄电池であるマグネシウム蓄电池の正极材料候补として酸化物系材料が検讨されていますが、より高容量を実现できる硫黄系正极材料の研究が近年盛んに行われています。
东北大学金属材料研究所の下川航平助教(本務:学際科学フロンティア研究所)、古橋卓弥氏(东北大学大学院工学研究科 修士課程学生)、および市坪哲教授らの研究グループは、同研究所の加藤秀実教授ら、産業技術総合研究所の松本一上級主任研究員と共同で、電気化学反応を利用したトップダウン的手法により、マグネシウム蓄電池正極に適した高性能な硫黄/硫化物複合材料の作製に成功しました。この硫黄系複合材料は、マグネシウム蓄電池用正極材料として蓄電容量、充放電速度、サイクル特性などの点において高い性能を有することが示されました。また、充電直後の硫黄の非平衡状態(高いエネルギー状態)を利用することにより、熱力学的に想定される電位よりも高電位で放電できることも示されました。これは硫黄の新しい利用法を示すものであり、今後の硫黄系正極材料の開発に拍車をかける結果であると期待されます。
本成果は、2021年7月26日10時(英国時間)に英国王立化学会の学術誌「Journal of Materials Chemistry A」にオンライン掲載されました。

図1. 硫化物粉末の電気化学的酸化(正極材料の充電反応に対応)により
液体硫黄/硫化物复合材料を作製するコンセプト
问い合わせ先
◆研究内容に関して
东北大学金属材料研究所
先端?萌芽研究部门
助教 下川 航平
罢贰尝:022-215-2390
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东北大学金属材料研究所
构造制御机能材料学研究部门
教授 市坪 哲
罢贰尝:022-215-2574
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◆报道に関して
东北大学金属材料研究所 情報企画室広報班
罢贰尝:022-215-2144 贵础齿:022-215-2482
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