DIGIST研究チームが「リチウム・硫黄電池を開発」と発表

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DIGIST研究チームが「リチウム・硫黄電池を開発」と発表

DIGIST(大邱慶北科学技術院)は19日、ユ・ジョンソン エネルギーシステム工学専攻教授チームが多孔性シリカを使用したリチウム・硫黄電池を開発したと明らかにした。

最近、電気自動車、IoT技術が発展し、効率の高い次世代二次電池の研究が行われているが、リチウム・硫黄電池は、従来のリチウムイオン電池よりも5倍以上エネルギー密度が高く、より長時間の使用が可能であるされる技術だ。比較的豊富な資源である硫黄を使用するという点から、全世界の研究者が研究に取り組んでいるという。

しかし、リチウム・硫黄電池に使用される硫黄の充電と放電中に生成されるリチウム多硫化物のため、黄活物質の損失が発生し、電池の寿命と容量を悪化させる。これを改善するために、硫黄複合電極材料の開発が進められている。

ユ・ジョンソン教授チームは、特別な構造を介して硫黄を効果的に盛る物質である多孔性シリカを合成し、多孔性シリカ・黄複合電極を実装した。既存の硫黄複合電極材料として使われている多孔質炭素は、硫黄の低電気伝導度を向上させることができるが、極性がなく、リチウム多硫化物との親和性も低いことから、硫黄の損失が大きかったという。

研究チームは、多孔性シリカは非導電性であるが極性の性質のため、極性のリチウム多硫化物と相互作用し硫黄の損失を抑制するという仮説を立てた。これを究明するために、多孔性炭素と多孔性シリカをリチウム・硫黄電池に適用させ、2000回以上の充電と放電を同様に駆動した結果、多孔質シリカが高い耐久性を示したという。また、従来のリチウム・硫黄電池の研究で知られた硫黄含有量よりも約3倍以上の高硫黄含有量を含むことが分かったとのこと。

ユ・ジョンソン教授は「これまで試行できなかった多孔性無機質構造物を硫黄複合電極材料として利用できることを究明した」とし「次世代高耐久性のリチウム・硫黄電池の開発に新たなパラダイムを提供できるだろう」と述べた。

同研究は、米国アルゴンヌ国立研究所のアミン・カリル博士チームと共同で行われた。研究結果は、エネルギー科学分野の国際学術誌「アドバンストエネルギーマテリアルズ(Advanced Energy Materials)」のオンライン版に22日掲載されたとのこと。


 
 
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