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ホーム次世代エネルギー変換デバイス材料の創成と新規エネルギー変換反応の開拓
SDGsの分類
研究テーマ
エネルギー・環境ナノ・材料
学科の分類
工学部応用化学科

次世代エネルギー変換デバイス材料の創成と新規エネルギー変換反応の開拓

工学部

応用化学科

エネルギー機能材料

松田泰明 講師

共同研究者

東本慎也
森大輔
今西誠之
電池固体電解質セラミックス

固体中をリチウムやプロトンを始めとするイオンが高速で拡散する物質(イオニクス材料)を開拓し、固体の利点や特徴を活かした新規反応の探索、次世代蓄電・発電デバイスの開発を行っています。

1. 次世代エネルギーデバイスを目指した新規イオニクス材料の創成

リチウムやプロトンを始めとするイオンが高速で拡散する物質(イオニクス材料の新規物質の開拓から、結晶構造の決定、電気化学特性の評価を行い、得られた知見をより高機能な物質の開発へと展開しています。

トンネル型リン酸塩KMg1xH2x(PO3)3yH2Oの結晶構造とこの物質をもとに開発した新規材料のプロトン導電特性. 中性子線回折測定により結晶中のプロトンの情報まで詳細に決定. 結晶構造に立脚した物質設計により既存のプロトン固体電解質の作動が困難な温度域で高プロトン導電率を達成.

2.焼結性に優れる固体電解質の開発

酸化物を用いた固体電池の作製では、電極と固体電解質の材料との反応を防ぐために、低温で焼成して材料を複合化する必要があります。難焼結性の材料である固体電解質の焼結機構を明らかにし、その特徴に合わせて焼結特性を向上させた材料を開発しています。

ガーネット型リチウム固体電解質の焼結挙動を解明し、焼結温度1200→1000度の材料を開発.

3.固体を用いた新規エネルギー変換反応の開拓

次世代のエネルギー変換デバイスを目指して、固体の特徴を活かしたエネルギー変換反応を探索しています。

インターカレーションを始めとした蓄電反応や、光エネルギーを物質に蓄え、必要なときに電気エネルギーを取り出せる反応について研究しています。

スピンコート法で作製したTiO2/WO3複合電極の光充放電曲線.

論文

「Arrangement of water molecules and high proton conductivity of tunnel structure phosphates, KMg1-xH2x(PO3)3yH2O」(2020)MatsudaYasuaki『RSC Adv.』10p.7803-7811.

「Synthesis, Structure and Ionic Conductivity of Garnet Like Lithium Ion Conductor Li6.25+xGa0.25La3-xSrxZr2O12」(2019)MoriDaisuke『Journal of The Electrochemical Society』166(3)p.A5168-A5173.

「Sintering behavior and electrochemical properties of garnet-like lithium conductor Li6.25M0.25La3Zr2O12 (M: Al3+ and Ga3+)」(2017)MatsudaYasuaki『solid state ionics』277p.69-74.

研究者INFO: 工学部 応用化学科 エネルギー機能材料 松田泰明 講師

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上辻 靖智

機能材料のマルチスケール最適設計

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