獨古　薫　准教授｜NEDO助成若手研究者

研究機関・所属	横浜国立大学　大学院工学研究院　機能の創生部門
氏名・職名	獨古　薫　准教授
研究テーマ名	イオン液体を用いた常温作動ナトリウム―硫黄電池の研究開発
応用想定分野	系統連系円滑化蓄電システムの高度化。さらにCO2削減や持続可能社会の実現

・: イオン液体中における硫黄電極反応の解析：イオン液体中における硫黄正極の反応機構は不明な部分が多く、電極反応の解析を行うことにより、常温作動Na-S電池の性能向上に関する指針が得られます。
・: 硫黄電極の設計・開発：絶縁体の硫黄とナノ構造を有する導電性多孔質炭素を複合化した正極を開発し、電池のエネルギー密度および出力密度の向上を図ります。
・: 常温作動Na-S電池に適した新規イオン液体電解質の設計・開発：常温作動Na-S電池に適したイオン液体電解質組成のスクリーニングおよび新規イオン液体の設計・開発を進めます。
・: ナトリウム負極反応の解析および電極設計：イオン液体中におけるナトリウム負極の電極反応に関して基礎的な解析を行い、常温作動Na-S電池の性能向上の指針を得ます。

（１）: 画期的な常温作動（ＲＴ～８０°C）のイオン液体を用いたナトリウム－硫黄電池。
（２）: 本研究の源流は、硫黄を正極とし、イオン液体を電解質とした「アルカリ金属－硫黄電池」（特に、リチウム－硫黄電池）の研究です。
（３）: 電極設計に対する基盤技術の高度性。
電池研究の最大の課題は、電解質と電極との反応解析、電極設計ですが、本研究における独創的な「µオーダーの電池活物質粒子単体を電極としたマイクロ電池による電池ミクロ現象計測・評価技術」、及び「ＮＭＲによる溶液Dynamics」は、本質的な威力を発揮すると思われます。

マイクロ電極の先端を電極活物質微粒子に接触させて分極特性などの電気化学測定を行います

主な二次電池との比較

（*）：住友電気工業株式会社のＨＰより
（**）：資源エネルギ庁資料「蓄電技術の現状と取り組みについて」（平成21年度版）

特開2012-109223　「アルカリ金属―硫黄系二次電池」

・: これからの電力蓄電手段として、「電極材料の資源的問題」、「大容量蓄電（エネルギー密度５００Ｗｈ／ｋｇ目標）」、「常温作動」、「難燃性」、「安全性」、そして「コスト」が課題となることは必須と推測、それに応えたい。上記において、本研究の「常温作動のナトリウム－硫黄電池」コンセプトは画期的であると確信している。
ただし、起電力は約２Ｖであり、電気自動車への直接的な適用は、将来の課題である。
・: 本電池の研究はもとより、不燃性のイオン液体の電池への応用技術開発についても受ける用意がある。
・: 電池研究開発における、電極反応、現象解析、あるいはその可視化は重要である。それに対して、威力を発揮する高度な基盤技術「電池活物質のマイクロ粒子による電極反応の速度論的解析」を有している。
・: 二次電池産業はもとより、イオン液体ならびに燃料電池、空気電池、レドックスフロー電池、キャパシタ、太陽電池などに関心のある、電池、電気、電力、自動車、カメラ、ＰＣ、情報機器、素材関連企業、さらには硫黄資源の活用を模索する石油企業などの、本研究への関心を期待したい。

参考：

NEDO 若手研究グラント平成23年度採択テーマから産学連携のための研究紹介