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J-GLOBAL ID：202302244233617237   整理番号：23A0463341

分子配向制御による全固体電池の界面デザイン

Interface Design of All-solid-state Battery by Molecular Orientation Control

著者 (3件)： 長尾祐樹 (北陸先端科学技術大学院大) ,  原光生 (名古屋大 大学院工学研究科) ,  山本勝宏 (名古屋工大 大学院工学研究科)
資料名： 村田学術振興財団年報  (Annual Report of the Murata Science Foundation)
号： 36 12月  ページ： 353-360  発行年： 2022年12月 
JST資料番号： L5491A  ISSN： 0919-3383  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 高分子には柔軟性や自己修復性が付与できるため,将来的には曲げられる固体電池の開発が期待されている。これを実現するためには,固体電解質に対して電極と活物質の界面を設計することが不可欠である。本研究の全体目的は,電極と活物質界面におけるイオン伝導性高分子の分子配向とイオン輸送の相関を明らかにし,特に炭素電極と活物質表面に沿って界面を設計することである。炭素表面におけるイオン伝導性高分子の分子配向を評価する新しい方法を確立した。イオン伝導度測定については,炭素電極表面に沿ったイオン伝導性高分子薄膜の面内イオン伝導度をインピーダンス法で直接観測できないことが文献で指摘されている。本報告では,全固体電池や燃料電池の界面設計に必要な,カーボン電極上のイオン伝導性高分子のイオン伝導度を測定するための新しい確立した方法を実証するものである。リソグラフィー技術により,白金櫛型電極の内側にカーボン電極パッドを配置した櫛型電極を作製し,カーボン界面上のNafion薄膜のプロトン伝導度を測定した。96%RHでのカーボン界面の面内プロトン伝導度は20-30mScm^-1と比較的高く,これは以前報告した石英上のNafion薄膜の約2倍である。また,蒸着したPt表面の薄膜と同等のプロトン伝導性を有することがわかった。この結果は,炭素電極表面に沿ったイオン導電性高分子薄膜の面内イオン伝導度をインピーダンス法で求める方法を確立したと言え,全固体電池やエネルギーデバイスの界面設計に応用することができる。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *分子配向 ,  *電池 ,  装置 ,  固体電解質 ,  炭素電極 ,  電極材料 ,  イオン輸送 ,  イオン伝導 ,  高分子 ,  電極 ,  フッ素樹脂 ,  陽イオン交換樹脂 ,  *電気伝導率 ,  *全固体電池 ,  活物質 ,  *プロトン伝導率
準シソーラス用語： フレキシブルデバイス ,  櫛型電極 ,  Nafion ,  *プロトン伝導度

分類 (1件)： 燃料電池  (YB04040V)

引用文献 (10件)：

• Y. Nagao, Langmuir, 33, 12547 (2017).
• Y. Nagao, Kobunshi Ronbunshu (in Japanese), 75, 576 (2018).
• Y. Nagao, Sci. Tech. Adv. Mater, 21, 79 (2020).
• F. Wang, D. Wang, Y. Nagao, ChemSusChem, 14, 2694 (2021).
• U. N. Shrivastava, D. Khattar, C. Kendrick, K. Karan, J. Electrochem. Soc., 167, 134520 (2020).

タイトルに関連する用語 (4件)： 分子配向 ,  全固体電池 ,  界面 ,  デザイン