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高価なリチウム電池を安価なナトリウム電池に、正極素材を開発

世宗大チーム、鉄の酸化物と炭素ナノチューブを結合して複合体を合成


リチウムイオン電池を代替するナトリウムイオン電池の正極素材が開発された。

韓国研究財団(チョ・ムジェ理事長)は世宗大学校のミョン・スンテク教授研究チームが埋蔵量の豊富な鉄の酸化物と電気伝導度が高い新素材である炭素ナノチューブを結合してナトリウムイオン電池の新たな概念の正極素材複合体を開発したと11月16日に発表した。

二次電池の原料として最も多く活用されているリチウムは埋蔵量が多くなく高価という短所がある。

これを代替するためにナトリウムイオン電池の開発が進められているもののナトリウムイオン電池の正極素材として開発された物質は多くが電気伝導度が低く充電と放電の速度が遅かったり安定性が低下するという問題点があった。

ミョン・スンテク教授チームは新たな概念の二次電池正極素材として、他の金属に比べて相対的に安価な鉄の酸化物のうちトンネル構造をもつベータ-酸化鉄水酸化物(β-FeOOH)に注目した。

そしてこの物質に電気伝導度の高い炭素ナノチューブ(CNT)を結合して高い電流密度でも優秀な放電容量を示す複合体酸化鉄水酸化物/炭素ナノチューブ(β-FeOOH/CNT)を合成した。

研究チームは合成された物質に対してX線回折器などの分析装置を利用して物性実験を行った結果、これまでに学界に知られていた金属と酸化ナトリウムが出る転換反応とはちがい酸化鉄と水酸化ナトリウムが出る新たな反応メカニズムを確認した。

ミョン・スンテク教授は「価格の安い鉄のイオン化合物を利用して新たな転換反応をする優れた正極素材を開発し、高価なリチウムイオン電池をナトリウムイオン電池で代替する基盤をつくった。今後ナトリウムイオン電池や全固体電池などに充分に活用できるものと期待している」と述べた。

研究結果はエネルギー分野の国際学術誌『Nano energy』に10月10日付で掲載された。







[2017-11-21]

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