二次電池の研究をしたい貴方にオススメな研究室5選ー電池編ー

 産業革命以降、蒸気機関車や自動車が誕生し、化石燃料の使用量が増え続けている。その結果、自動車などから排出される二酸化炭素やフロン系ガスが原因で、地球温暖化や環境汚染などの問題が生じている。
 そこで、着目されているのがリチウムイオン二次電池である。近年、TOYOTAやテスラモーターズから、リチウムイオン電池を利用した電気自動車 が販売されるなど、その需要は年々増加している。
 そこで今回は、リチウムイオン電池を中心に、電池の研究をこれからする方に、ぜひ知っておいてもらいたい研究室を五十音順に5つ紹介する。

1. 内本研究室(京都大学)

内本研究室HPより引用

<研究内容>

・電気化学デバイスのオペランド解析を用いた反応機構解明

・先進的リチウムイオン二次電池の開発

・高エネルギー密度革新電池の開発

・固体高分子形燃料電池(PEFC)触媒の反応機構解明と高活性化

・固体酸化物形燃料電池(SOFC)触媒の反応機構解明と高活性化

 内本研究室では、デバイス内での反応現象を、空間及び時間スケールで分けていくことで、リチウムイオン二次電池の階層反応を定め、より高性能化の電気デバイスを作製することを目指している。 また、マグネシウム電池分野においては、マグネシウムを貯蔵できる正極材料とマグネシウムの溶解・析出が可能な電解液を見つけだし、世界最高峰のマグネシウムイオン二次電池を作製した。

2. 折茂研究室(東北大学)

折茂研究室HPより引用

<研究内容>

・高密度水素貯蔵材料の開発

・高速イオン伝導体

・次世代蓄電デバイスの開発

 東北大学の折茂研究室では、水素や水素化物などを利用したエネルギーデバイス及び材料開発を行っている。

 この研究室では、錯体水素化物であるLiBH4という固体材料で、リチウムイオンが高速で移動できることを発見。より安全性の高い全固体電池への応用に力をいれている。

3. 菅野・平山研究室(東京工業大学) 

菅野・平山研究室HPより引用

<研究内容>

・電池の全固体化

・界面の反応機構解明

・新奇な材料探索  

 多くの二次電池の文献で名が挙がっている菅野・平井研究室。リチウムイオン電池、固体電解質燃料電池といった電気化学デバイスの解析・理論研究及びそれら材料の開発まで、幅広く行っている。 

 特に、菅野・平山研究室が開発した、セラミックス材料「Li10GeP2S12」は有機電解質に匹敵するイオン伝導度を持つ。今後は、この材料の改良や新奇材料探索などで、既存の電池の特性を凌駕する次世代電池の開発を行っていく。

4. 駒場研究室(東京理科大学) 

駒場研究室HPより引用 

<研究内容> 

・リチウム含有固溶体材料である正極材料の開発

・シリコン系材料を用いた負極材料の開発

・カリウムイオン二次電池

・ナトリウムイオン電池

・酵素型バイオ燃料電池の材料開発

・高感度電気化学センサー 

 駒場研究室では、リチウムイオン電池だけでなく、金属資源量が豊富で、より安価な二次電池である、ナトリウムイオン電池やカリウムイオン二次電池など、将来型電池の研究も行っている。

 加えて、酵素の触媒反応を利用して発電する酵素型バイオ燃料電池や、環境分析や医療分野で用いるイオンセンサの全固体化の研究も行っている。

5. 無機化学研究グループ(大阪府立大学)

無機化学研究グループHPより引用

<研究内容>

・新規固体電解質の開発

・液相法、微粒子の合成と応用等、様々な手法を用いた固体界面形成

・安全性に優れた全固体エネルギーデバイスの開発

 無機化学研究グループでは、新機能性無機材料の設計、合成、特性、構造、応用について研究を行っている。

 この研究室では、室温でも電解液と同等のイオン伝導度を示す硫化物ガラス系電解質の開発や、硫化物ガラス系電解質を用いた全固体リチウム二次電池の開発が盛んに行われている。

 今後、エネルギー問題の観点から、益々需要が高まってくるであろうリチウムイオン電池。最先端の電池の研究がどれくらい進んでいるか、興味がある方は文献を読んでみてはいかがだろうか。

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