【エネルギー】世界最高のリチウムイオン伝導率を示す超イオン伝導体を発見、東工大など

東京工業大学(東工大)大学院総合理工学研究科・物質電子化学専攻の菅野了次教授、平山雅章講師、トヨタ自動車、
高エネルギー加速器研究機構(KEK)の研究グループは、世界最高のリチウムイオン伝導率を示す超イオン伝導体
を発見したことを明らかにした。同成果は英国の科学誌「Nature Materials」に掲載された。

リチウムイオン電池の性能を超す次世代電池の実現が求められており、その鍵を握るのが電解質である。現在の
リチウムイオン電池には電解質として可燃性有機電解液が用いられているが、高容量と高出力の電池を達成し、
かつ安全で高い信頼性、長寿命という課題を両立させるためには、電池をすべてセラミックスで構成することが
理想であるとされている。しかし、セラミックス電池のの実現を阻む課題としては、その固体電解質の特性であり、
これまでの固体電解質のイオン伝導率は0.1mから1mScm-1程度で、有機電解液に比べ1桁以上低いイオン伝導率であった。

超イオン伝導体は固体中をイオンがあたかも液体のように動き回る物質。研究グループは、超イオン伝導体として
高いイオン伝導率の期待できる硫化物系で物質探索を行い、新規物質開拓の過程でイオン伝導率の高い超イオン
伝導体「Li10GeP2S12」を発見。この結晶構造を、今回、大強度陽子加速器施設J-PARCに設置された超高分解能
粉末中性子回折装置「SuperHRPD(BL08)」の中性子回折測定によって決定したほか、リチウムイオン電池の正極材料
として広く利用されているLiCoO2を用いた電池が優れた特性を示すことも明らかにし実用材料としての応用可能で
あることを示したという。

同伝導体は、室温(27℃)で12mScm-1を示し、5V以上の分解電圧を持ち、従来のリチウムイオン伝導体Li3N(6mS cm-1)
の2倍の伝導率であるとともに、低温においては既存のリチウムイオン2次電池に用いられている有機電解液の
イオン伝導率を超す値であることが確認された。

また、SuperHRPD(BL08)の高分解能バンクを利用した精密中性子構造解析では、同伝導体がこれまでにない3次元
骨格構造を持つ物質であり、その骨格構造内にリチウムが鎖状に連続して存在することで高いリチウム伝導性を
実現していることが判明した。
同導電体は、リチウム電池の全固体化に向けた応用が可能であり、全固体化に伴う安全性の向上により電池の
大容量化が可能になるほか、小型化セラミックス電池の実現も期待されるようになるという。

また、有機電解液並み、もしくはそれ以上のイオン伝導性を持つ不燃性の無機固体電解質が開発されたことから、
大型・高容量蓄電池の実現に期待が出てくると研究グループでは説明しており、今回の発見した物質を、
さらに伝導性や安定性を向上させて、高エネルギー型電池を目指した研究を進める予定としている。

▽図
今回発見された超イオン伝導体のイオン伝導率の温度依存性。
http://j.mycom.jp/news/2011/08/03/102/images/011l.jpg

各種超イオン伝導体のイオン伝導率と、今回発見された超イオン伝導体のイオン伝導率の比較。
http://j.mycom.jp/news/2011/08/03/102/images/012l.jpg

今回発見された超イオン伝導体の結晶構造とイオン伝導経路。
http://j.mycom.jp/news/2011/08/03/102/images/013l.jpg

▽記事引用元　マイコミジャーナル（2011/08/03）
http://journal.mycom.co.jp/news/2011/08/03/102/index.html

▽東京工業大学プレスリリース
http://wwwold.titech.ac.jp/tokyo-tech-in-the-news/j/archives/2011/08/1108010900.html

▽Nature Materials
「A lithium superionic conductor」
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/abs/nmat3066.html

あーこれ俺も考えてたんだよなー先越されちまったかータッチの差だわー

うーむ　さっぱりわからん

やっぱ世界を革新させるのは材料屋さんだな

リチウム空気電池と、どっちが有望なの？

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さすが俺の弟子だけあるな

誰か分かりやすく7文字程度にまとめてくれ

世界最高など書くと鮮人の話かと思う。日本人なら「世界で最も効率の良い」とかで表現してほしい。

最近日本の技術系ニュースが多いよね
まだまだ捨てたもんじゃない

たった一人のOBのために肩身が狭いな

超イオン伝道師

日本で開発しても外国で作るんでしょ

>>8
無機材料強すぎ

常温でイオン伝導率が良くなれば即400km走行できる200万円以下のEVができるな

いずれにしろリチウム使うんじゃ駄目だわ。
安くて何処にでもある物質でないと。

やってくれ！頑張れ！　日本の才能は無限だ
原料握ってあぐらかいている中国を奈落の底へ叩き落してくれ

ポッポですら卒業できた学校か
大した事ねえな

鉄の超伝導とは別の話？

特許でウハウハってことだな。

中国へもちろん技術を無償提供

>>19
超伝導は電子が動くって話だと思うけど、
こっちはLi+が動くって話だと思う

中国様、お待たせしました

「OBとしてこれを首相権限の手土産に凱旋帰国します」

>>16
ナトリウムか

たしかに、発想はNAS電池に近いわｗ

唐辛子だな

超電磁ヨーヨー。

世界最高まで読んだ

KEKって小林益川理論の検証だけじゃなくて電池の研究もやってたのか！

おっしゃ！ガンガンいこうぜ！

>>1を
読んでいる途中で頭が痛くなってきた。
とりあえず、何か凄い物質を発見でOK？

10年後のトヨタ車を支える技術になれるかどうか

>>32
それで合ってる

固体だから扱いやすいし、価格も抑えられる

KEK役立ちすぎ
この研究室、教授はやり手だね
これだけ色々巻き込めるとは
ところで蔵前工業会(東工大OB会)から会員の一定数の賛成があれば特定の人物を除名することはできないかな
卒業生名簿からの除名や卒業取り消しは無理だけど、OB会なら出来るでしょ

>>36
板違い

もの凄い勢いで誰かが質問に答えるスレ@理系板@53
http://kamome.2ch.net/test/read.cgi/rikei/1310715052/

これものすごい大容量のコンデンサにも応用できるんとちがうか？
セラミックコンみたいな電解コンとか

電気が大容量で貯められるの？
もし安価で普及すれば、マジで脱原発の足がかりだわな。

頭悪くてよくわかりませんが、今後電気自動車などが革新的に安くなったり、
小型化できるのでしょうか。レアメタルなどの資源を無駄遣いしなくて
済むということでしょうか。いずれにしても何か凄そうですね。

なんかすごそう。
期待しちゃうけど、韓チョクトの母校ってのがなｗ
あんなボンクラと一緒にすんなって怒られるかｗごめんなさい

特許取ってサムスンに売るんだろ？

売国奴らめ。

電解質が不燃性とはいえリチウムは危ないんじゃない？

全部韓国のための研究なんでしょ･･･

液コンから固体コンへの進化と似た様なものか

６セルバッテリーで６時間動くモバイルＰＣの電池が
コレになったら何時間動くようになるの？

この研究をどういかすのか
結局いいもんつくてっも他国にパクられる
特許とってもパクられる

どくとも北方もけっきょくなめられてるんだよね
憲法で泣き寝入りするしかないもんなーこの国

赤眼鏡がイメージを悪くした大学

富国に貢献しない自己満足研究に毎年何十兆も税金を投資する
↓
外国に安く落札されて、技術提供
↓
借金でデフォルトする日本

>>46
あんま変わらない
爆発するリスクが減ったことにより、
大規模に導入できるようになるって事がメリット

電気自動車への導入が進みすだな

>>43
リチウム金属が危ないのであって、リチウムイオンやらリチウム酸化物は
危険ではない。
リチウムイオン系の電池が危険になる場合は、充放電の時に電極が結晶化
して内部でショートして大電流が流れる場合や、品質不良や充電側回路の
劣悪品質によってリチウムイオンがリチウム金属に変化した場合の話です。

>>44
じゃあ投資すれば良いんじゃないの？

今話題のセシウムイオンは使えないか？

ヨウ素を混ぜるのがコツな

すごいイオン リチウムさん

スマートフォンすぐ電池無くなる

東工大のことだから、どうせ中国に特許を売り渡すだろうw

>>57
日本人は金を出さないからな

しょうがないからチョッパリと共同開発してやるニダ

>>1

何故２番じゃいけない訳をあのレンポウにぶつけてやれ
あのテレビタレント上がりに言ってやれ
一般にテレビタレントには深みというものがないわ

>>51
サンクス

シリコン二次電池で容量3倍ってのもあったけど、どっちがいいん？

米国の意を汲む、官僚や政治家に潰されないように　十分気をつけろ

で、中国と共同開発で韓国に工場作ると

そんなながれ？

充電可能な電池（二次電池）は電解質が今まで液体が主流だったけど、
充放電の繰り返しによる劣化（主に電極と電解膜の剥離）や
高温になると発火の危険（リチウム電池は実際に事故が起きた。詳しくはggr）
があるわけ。
そこで電解質を固体（つまりセラミックス。強度や寿命、安全面で有利）にしようと
固体電解質の開発が各所で進められてたんだけど、
どれも液体に比べて電気伝導度（電気の流れやすさ。抵抗の逆数と考えればおｋ）が低い。
一応固体電解質は温度が上がると電気伝導度もあがるんだけど、どれも300度以上とかでしか
一部が工業用に応用できた以外はまともに使えなかった。
そこで、今回の結晶構造を持つセラミックスが合成され、常温でも十分な伝導性能を持つことから
将来の電池開発に有望ってお話。


普通にすごいと思うよこれ。

こんなのできたら
中国爆発ニュースが減るなぁ

すみません、そういった話には
うといものどエスから。

実用化もコストも物になるのかすらわからん。

これで麻雀の点数計算機能を牌に組み込むことが可能になる！

かもしれない。

>>69
あがった役の点数を自動計算してくれる卓なら
10年以上前なみた気がする

マグネシウムの開発に力入れろや。

中韓にビビリすぎレスが多すぎ

日本は昔からだだ漏れ。
韓国などは、民族主義もあって流出防止に国を挙げている。
日本には、担保する情報機関すらない。
まあ、イライラするわな。

>>1
モバイルバッテリに来るかなぁ。

重量電力密度と体積電力密度が知りたい。

共同研究者にトヨタ自動車の文字が見えないのか?　ここの連中は

>>75
トヨタはもう海外企業。
日本人の事を考えない企業はサヨナラ。

>>8
マジすげヤバイ

>>76
トヨタがこれを海外流出させると?
どうすればそういう発想が出てくるのか知りたいよ

>>71
トヨタの次世代電池のターゲットは
リチウム空気電池、全固体電池、多価イオン電池だったが
最近は多価イオン電池はトーンダウンしてるみたい。

重たくなる？

>>10
成果が出ているのは最近だけではなくずっとです。
変わったのはその伝えられ方のほう。

それと頑張っているのは日本だけではないので
英語サイトも見たほうが、日本の相対的な力量を把握できる

超岡田

>>10
そう言う政策で世論操作してるだけじゃないかと。
最近はずっと閉塞感が高かったからね。

良く、次から次へと弾がつきないなとは思うけど。

>>83
そういう世論操作なら乗りたい
少なくても、日本はダメだって世論操作より前向き

そう思っていた時代が韓国にもありました