IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/03

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    木村勇太 Yuta KIMURA
    助教 Assistant Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    プロセスシステム工学研究部門 固体イオニクス・デバイス研究分野
    Division of Process and System Engineering, solid state ionic device
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    固体電気化学
    材料力学
    固体酸化物形燃料電池
    蓄電池
    Solid state electrochemistry
    Mechanics of materials
    Solid oxide fuel cells
    Rechargeable Batteries
研究テーマ
Research Subject
外場によるエネルギー貯蔵/変換デバイス用材料の物性制御
Tuning the properties of the materials for the energy storage/conversion devices with an external field

研究の背景 Background

環境問題、エネルギー問題の解決、および持続可能な社会の構築に対する関心が高まる昨今、蓄電池や燃料電池といった、高効率にエネルギーを貯蔵、変換する技術に対するニーズが高まっています。これらエネルギー貯蔵/変換デバイスの構成材料には、固体でありながらその中をイオンが高速移動できる、「固体イオニクス材料」が広く用いられています。したがって、高性能なエネルギー貯蔵/変換デバイスの開発のためには、固体イオニクス材料の機能性の向上が重要となります。

Amid growing concern over environmental and energy problems and the sustainable society, much attention is currently focused on the energy storage/conversion devices with high efficiency such as rechargeable batteries and fuel cells. One of the major constitutional materials of these devices is “solid state ionic material”, in which ions are highly mobile. Therefore, the enhancement of the functionality of solid state ionic materials has a key role in developing high-performance energy storage/conversion devices.

研究の目標 Outcome

近年、全固体Liイオン電池などに用いられる固体イオニクス材料において、応力などの外場の印加に起因するとみられる特異な材料物性・特性の変化が、多数報告されています。これらのことは、裏を返せば、応力などの外場を積極的に制御することで、固体イオニクス材料の物性を制御できる可能性を示唆しています。本研究では、固体イオニクス材料の物性に与える外場の影響を定量的に理解するとともに、外場の制御による固体イオニクス材料の新たな機能性の発現、および物性の飛躍的向上を目指しています。

Recent research indicates the anomalous and drastic change in the properties of solid state ionic materials, which seems to be due to the application of an external field such as stress. From another point of view, this fact suggests that the properties of solid state ionic materials can be controlled by an external field. In this study, we aim to quantitatively understand the influence of an external field on the properties of solid state ionic materials, and also to develop a new function and to enhance the properties of solid state ionic materials.

研究図Research Figure

Fig.1. Experimental setup for the quantitative evaluation of the influence of stress on Li chemical potential of a positive electrode material for the Li ion batteries.Fig.2. emf generated under stress. 

文献 / Publications

J. Electrochem. Soc., 161(11) (2014) F3079-F3083, J. Electroceram., 32(2014) 78-85, J. Am. Ceram. Soc., 95 (2012) 2608-2613.

研究者HP