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2011/10/19

大阪大学、森田靖らの研究グループは、石油から作り出した有機物質を利用し、2倍の放電容量のリチウムイオン電池を開発

 大阪大学大学院 理学研究科化学専攻 物性有機化学研究室 森田靖准教授研究グループと大阪市立大学大学院理学研究科の工位武治特任教授・佐藤和信教授の研究グループとの共同研究により、有機分子を用いたテーラーメード設計によるバッテリーの開発に成功したとの報道、発表がありました。研究成果は、2011年10月16日付け、Nature Materials 電子版に公開されました。
 利用された有機物質は、石油から作り出した「臭化トリオキソトリアンギュレン」で、これまでは資源量的な問題やコストが問題視されてきたリチウムイオン蓄電池に、安価で軽量化を図れる可能性のある研究として注目されそうです。

大阪大学大学院 理学研究科化学専攻 物性有機化学研究室 森田靖准教授研究グループ / topics

" Nature Materials 誌に論文掲載!!
安定開殻有機分子であるトリオキソトリアンギュレン(TOT)誘導体を正極活物質に用いた「有機分子スピンバッテリー」に 関する論文が、2011年10月17日、Nature Materials 電子版に Letters として公開されました。
TOTが有する 1 個のSOMOと 2 個の縮重したLUMOに由来する 4 段階の可逆なレドックス能を充放電に利用することにより、 既存のリチウムイオン電池の 2 倍の放電容量を実現し、さらにTOTへの臭素置換基の導入により、 リチウムイオン電池の 1.3 倍の放電容量と、出力電圧の向上、そしてサイクル特性を向上させ、 有機分子を用いたテーラーメード設計によるバッテリーの開発に成功したことが特筆すべき点です。
.......... "

関連
Organic tailored batteries materials using stable open-shell molecules with degenerate frontier orbitals-----nature.com,16 October 2011

レアメタル使わない電池開発-----NHKニュース、10月17日

" .....リチウムイオン電池を、価格の変動が大きいレアメタルの一種、コバルトを使わず作り出すことに、大阪大学などの研究グループが成功.....石油から作り出した「臭化トリオキソトリアンギュレン」という有機物質に着目し、コバルトの代わりに使ったところ、従来の2倍近い電気を蓄えられるリチウムイオン電池ができた..... "

阪大、容量1.3倍のリチウムイオン電池を試作-----日刊工業新聞、2011年10月17日

".....レアメタル(希少金属)を使わないため低コストで高性能なリチウムイオン電池の実現につながる可能性..... "

コメント続き

 今回の研究は、リチウムイオン蓄電池なのに、安くてさらに軽量。寿命に問題があるものの、新たしい用途に可能性を広げる研究です。さらにサイクル寿命の問題が解決されると、手軽に国内で調達できる有機分子を使ったリチウムイオン蓄電池の開発が、蓄電や電力網の整備にも大きないい影響を与えてくれそうです。
 国内外では、リチウムイオン蓄電池の改良や、まったく新しい蓄電池の開発が進められています。下の東京理科大のナトリウムイオン蓄電池も実用化されれば、大きな可能性があると言われているようです。(2t)

参考
本学教員らの「ナトリウムイオン電池」に関する研究成果を日本経済新聞などが紹介-----東京理科大学、2011/09/22

" 理学部第一部 応用化学科 駒場慎一准教授、総合研究機構 藪内直明助教らの「ナトリウムイオン電池」に関する研究成果が日本経済新聞などで紹介されました。駒場准教授らは、家電や電気自動車向けにナトリウムを使う新型の蓄電池を試作しました。次世代型高性能二次電池として実用化されているのはリチウムイオン電池ですが、ナトリウムを使ったこの試作電池は100回以上の充放電ができ、電池電圧は約3V,リチウムイオン電池の約6割のエネルギー密度を達成しました。また動作原理はリチウムイオン電池と類似していますが、リチウムなどレアメタル(希少で高価な金属)の使用量を大幅に減らすことに成功、材料コストは現状のリチウムイオン電池に比べ大幅に抑えることができます。
開発した電池はリチウムイオン電池に比べると性能はまだ低いものの材料コストを抑えることができるため、家庭に据え置く大型の蓄電池や、将来の電気自動車向けのバッテリーへの応用に繋がると期待されます。 "


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