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空気電池の高性能化に向けた材料開発、その展望

空気電池の高性能化に向けた材料開発、その展望

東京都 開催

概要

本セミナーでは、空気電池について取り上げ、充電過電圧の低減、デンドライトの抑制に向けた電解液の設計、二次電池化、レアメタルフリー空気極触媒の設計事例を詳説いたします。

開催日

  • 2020年3月5日(木) 10時00分 17時00分

プログラム

第1部 レドックスメディエータの高効率利用によるリチウム空気電池の充電過電圧の低減とサイクル寿命の向上

(2020年3月5日 10:00〜11:30)

 本講演では、Li空気電池が直面している「充電過電圧の低減」や「Liデンドライトの抑制」の課題と、その解決に向けた取組みとして、電解液側からの工夫の一つであるレドックスメディ エータの有効な活用法についてわかりやすく解説する。

  1. Li空気電池の現状と課題
    1. Li空気電池の性能と特徴
    2. 充電過電圧
    3. Li金属負極のデンドライト析出
    4. レドックスメディエータの利用と効果
  2. デュアル溶媒化によるメディエータ効果の向上
    1. グライム系デュアル溶媒電解液のコンセプト
    2. Li空気電池性能へ与える効果
  3. セル作動温度の上昇による効果
    1. 電解液中の物質拡散への影響
    2. Li空気電池性能へ与える効果とデュアル溶媒化との組合せ
  4. レドックスメディエータ固定空気極の利用
    1. シャトル効果とその抑制法
    2. レドックスメディエータ固定空気極のコンセプト
    3. Li空気電池性能へ与える効果
  5. LiNO3塩グライム系電解液の利用
    1. Li金属負極へ及ぼすセル供給酸素の影響
    2. LiNO3塩によるLi2O保護層の形成促進とその効果
    • 質疑応答

第2部 水素/空気二次電池の開発と今後の展開

(2020年3月5日 12:10〜13:40)

 リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の既に商品化されている電池の課題を紹介し、電池の選択の考え方を解説します。空気電池の現状の課題を解説し、使用されている負極材料のよる特徴を紹介します。水素/空気二次電池の特徴と課題を紹介し、それぞれの電極、電池構造の開発状況を 紹介します。

  1. 二次電池の種類とその特徴
  2. 空気電池の二次化の課題と負極材料の選択
  3. 水素/空気二次電池の特徴と課題
  4. 水素/空気二次電池の開発状況紹介
    1. 水素吸蔵合金と水素/空気二次電池用負極の開発
    2. 空気極用触媒と空気極の開発
    3. アクティブ型水素/空気二次電池の開発
  5. 水素/空気二次電池の今後の展開
    • 質疑応答

第3部 異種元素ドープカーボンおよびマクロポーラスカーボンの合成とリチウム空気電池用電極材への応用

(2020年3月5日 13:50〜15:20)

 本講座では、ソリューションプラズマや金属有機構造体 (MOF) をテンプレートに利用した液相法によるカーボン系触媒材料の開発に関する講演を行う。本プラズマプロセスは液相中で低温のプラズマを生成させることができるため、従来の液相中のプラズマでは困難であった、化学反応の精密制御が可能である。 このため、本プロセスにより、異種元素のドープ量を制御したカーボン系触媒材料の合成が可能である。また、MOFを利用することで、比表面積の大きい マクロポーラスカーボンの合成が可能である。
 本講座では、ソリューションプラズマによる異種元素ドープカーボン系触媒材料および液相法によるマクロポーラスカーボン材料の合成およびその特性評価と、 これらをLi空気電池に利用した場合の充放電特性について紹介する。

  1. カーボン系触媒材料の開発の必要性とその合成法
  2. ソリューションプラズマ (液相中の低温非平衡プラズマ) プロセス
    1. 従来の液相プラズマとの違い
    2. ソリューションプラズマの利点
    3. ソリューションプラズマによるナノ材料の合成例
  3. ソリューションプラズマによる異種元素ドープカーボン材料の合成
  4. 合成した異種元素ドープカーボン材料の物理化学的特性評価
  5. MOFを利用したマクロポーラスカーボン材料の合成
  6. マクロポーラスカーボン材料の物理化学的特性評価
  7. 合成したカーボンを利用したLi空気電池の構築と性能評価
    • 質疑応答

第4部 高活性な非白金酸素還元触媒の作製と課題

(2020年3月5日 15:30〜17:00)

 燃料電池普及に向けて様々な技術革新が必要となっており、正極触媒の開発はその中でも重要な解決事項の1つとなっています。正極触媒の開発は、白金使用量低減に向けた取り組みが多く検討されている一方で、私は非白金正極触媒の開発に成功しました。
 本講座では開発した非貴金属触媒技術の紹介の他、燃料電池の概要および他の正極触媒の開発動向を紹介します。

  1. 燃料電池の概要
  2. 燃料電池の課題と解決策
  3. 燃料電池の正極触媒
    1. 白金触媒と非白金触媒
    2. 触媒評価方法 (回転ディスク電極)
    3. 高活性な非白金触媒の作製
  4. 燃料電池正極触媒の開発動向
    • 質疑応答

講師

  • 齋藤 守弘
    東京農工大学 大学院 工学研究院 応用化学部門
    准教授
  • 安岡 茂和
    FDK株式会社 基盤技術・QA本部 基盤技術統括部 電池技術開発二部
    シニアマネージャー
  • 石崎 貴裕
    芝浦工業大学 工学部 材料工学科
    教授
  • 阿部 博弥
    東北大学 学際科学フロンティア研究所
    助教

会場

株式会社 技術情報協会
東京都 品川区 西五反田2-29-5 日幸五反田ビル8F
株式会社 技術情報協会の地図

主催

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: 60,000円 (税別) / 66,000円 (税込)
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  • 同一法人内による複数名同時申込みのみ適用いたします。
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アカデミック割引

  • 1名様あたり 30,000円(税別) / 33,000円(税込)

学校教育法にて規定された国、地方公共団体、および学校法人格を有する大学、大学院の教員、学生に限ります。

本セミナーは終了いたしました。

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