2011年10月21日金曜日

【蓄電/化学】レアメタル(コバルト)使わない電池開発 臭化トリオキソトリアンギュレン(TOT)を利用

科学ニュース+板 (28/130)

1:pureφ ★ 2011/10/17(月) 10:35:50.54 ID:???
レアメタル使わない電池開発

パソコンや携帯電話などに使われるリチウムイオン電池を、価格の変動が大きいレアメタルの一種、コバルトを使わず作り出すことに、大阪大学などの研究グループが成功しました。価格も安く、より軽いリチウムイオン電池作りにつながると期待されています。

新たなリチウムイオン電池の開発に成功したのは、大阪大学の森田靖准教授と大阪市立大学の工位武治特任教授らの研究グループです。パソコンや携帯電話などに使われるリチウムイオン電池を作るには、レアメタルの一種、コバルトが欠かせませんが、コバルトは生産が特定の国に限られ、国際的な価格の変動が大きいことが問題となっています。そこで研究グループでは、石油から作り出した「臭化トリオキソトリアンギュレン」という有機物質に着目し、コバルトの代わりに使ったところ、従来の2倍近い電気を蓄えられるリチウムイオン電池ができたということです。今のところ100回ほど使うと、蓄えられる電気が3割程度減ってしまいますが、この有機物質は価格も安く軽いことから、コストダウンや軽量化を図れる可能性があるということです。研究を行った大阪大学の森田准教授は「今回、開発した電池を使えば、スマートフォンなども軽くて長時間使えるものが開発できる可能性がある。将来は、自動車に積む電池への応用を考えているので、企業などと協力してよりよいものに改良したい」と話しています。

NHK 10月17日 5時48分
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20111017/t10013300682000.html

容量2倍リチウムイオン電池 阪大・市大共同開発

 電気自動車の動力源や携帯電話の電源などに幅広く使われるリチウムイオン電池の容量を、既存のものの2倍に向上させることに、大阪大と大阪市立大の共同研究グループが成功した。これまでのレアメタル(希少金属)を使った電極に替え、炭素を用いた材料を開発して使用しており、低価格化も望めるという。英科学誌ネイチャー・マテリアルズの電子版に16日、掲載された。

 グループは、模擬計算によって炭素が平たく並んだ「トリオキソトリアンギュレン」(TOT)という有機物が電子を効率よく蓄えられることを確認。TOTを加工して電極にした充電池を作製した。その結果、放電時に流れる電流の量と放電可能時間を掛け合わせた「電気容量」(重量当たり)が約2倍に増大した。

 既製のリチウムイオン電池の多くでは、レアメタルの一種であるコバルトと、リチウムを混ぜ合わせた酸化物を電極に使っている。炭素素材で代替することで、レアメタルの不足や価格高騰による生産への影響も軽減できるという。今後、実用化に向け企業と提携していく。

 工位(たくい)武治・大阪市立大特任教授は「リチウムイオン電池の大幅な軽量化を実現できる成果。高性能の蓄電池を使うと自然エネルギーを有効に活用できるので、ライフスタイルの変化にもつながるだろう」と話している。

読売新聞関西 2011年10月17日
http://osaka.yomiuri.co.jp/e-news/20111017-OYO1T00277.htm

元素戦略/希少金属代替材料開発 合同戦略会議 第五回合同シンポジウム 平成23年3月4日(金)平成21年度採択課題『有機分子を活物質に用いた二次電池の高性能化と充放電機構の解明』大阪大学 森田 靖
http://www.w-post5.jp/poster/g014.pdf

Organic tailored batteries materials using stable open-shell molecules with degenerate frontier orbitalsYasushi Morita, Shinsuke Nishida, Tsuyoshi Murata, Miki Moriguchi, Akira Ueda, Masaharu Satoh, Kazunori Arifuku, Kazunobu Sato & Takeji TakuiNature Materials (2011), Published online: 16 October 2011 | doi:10.1038/nmat3142
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/abs/nmat3142.html

関連ニュース【技術】バークレー研究所、高容量リチウムイオン電池負極を開発。
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1317038764/
【話題】昆布を使用したら、リチウムイオン電池の容量が"10倍"に--米ジョージア工科大学
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1315968231/
8:名無しのひみつ 2011/10/17(月) 10:41:22.04 ID:zpZ+XZYB << 60
(TOT) 今んとこ充電100回以下てこと
60:名無しのひみつ 2011/10/17(月) 18:23:44.29 ID:86OSMusX
>>8
3割減るってだけで、それでも従来よりも1.4倍長持ちするってことになるぜ。
15:名無しのひみつ 2011/10/17(月) 10:46:29.93 ID:Ftql2C3o << 26
100回で容量が3割減っても、元がリチウムイオン電池の2倍なら十分高性能だと思うが。
それとも100回ごとに3割づつ減っていくのか?
26:名無しのひみつ 2011/10/17(月) 11:04:12.15 ID:LIqaAmoQ
>>15
それ、ニュースで聞いたとき漏れも思った。「2倍が3割減っても、従来品より良いじゃない」って。
速攻置き換えられないのは、何か他に問題があるのかな?

それにしても、TOT 良いなぁw。 この種の電池共通ロゴで、(TOT) ヨロw
30:名無しのひみつ 2011/10/17(月) 11:11:45.93 ID:Ev3phdtY << 33
何か構造式も亀甲で縁起がいい感じだな
33:名無しのひみつ 2011/10/17(月) 11:23:46.37 ID:/xC4S1Qw
>>30
体に悪そうな構造だけどな

にしても有機だと耐久性に難ありだな
45:名無しのひみつ 2011/10/17(月) 13:31:02.44 ID:WzgLtqsx << 54


中国ざまあとか言ってる奴

2chで見たら、鵜呑みにしないで調べろよ

主たる埋蔵地域はコンゴ・ザンビア・オーストラリアとか
だからアフリカ人・オーストラリア人がなみだ目

需給についてのレポートを読むべし
http://www.jogmec.go.jp/mric_web/kogyojoho/2006-09/MRv36n3-13.pdf

ここまで中国ざまあ と(TOT)ばっかし
てねいら どんだけ 2ch愚民(w

54:名無しのひみつ 2011/10/17(月) 17:08:57.72 ID:s2DS3jO8
>>45
 中国は資源目当てでアフリカ食い込んでるだろ。 バカか
86:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 04:44:38.05 ID:WbGkfQOn << 87
論文を直接読んで解説する人がここまで一人もいない
最近科学ニュース+のレベル低すぎじゃね?
87:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 06:42:03.94 ID:48hPLOmC << 92 123 127
>>86
分かる人は↓で大体分かるし
http://www.w-post5.jp/poster/g014.pdf

むしろ解説より質問する人がいないことではないかと
127:名無しのひみつ 2011/10/19(水) 13:40:20.55 ID:IZsZjEv3
>>87
陽極なのか

こないだはアルギン酸のやつは陰極だったから、組み合わせると相乗効果で凄いことになりそうだな
123:名無しのひみつ 2011/10/19(水) 01:58:19.85 ID:jxau1l6f << 124
>>87
それにしても日本の研究者の作るスライドやウェブページはどうしてこうなっちゃうんだYO
一貫性とか余白とかまるでお構いなしだし、原色だらけだし
この黄色い見出しや、影のついた枠は正直どうなんですか(TOT)

軽くでも見せ方を覚えたほうがいいと思うの。
誰でもすぐ身に付けられる初歩的なルールがあるから。理系好みの。
「ノンデザイナーズ・デザインブック」がおすすめだよ。
http://www.amazon.co.jp/gp/product/4839928401/
124:名無しのひみつ 2011/10/19(水) 02:30:22.41 ID:lsyqwZhx
>>123
化学っぽいと言うかChemDrawの伝統を受け継いでいると言うかw
92:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 08:08:19.41 ID:5xzUm8zG << 120 129
>>87
だな。
中身も知らずに『日本の科学は世界一』なんて言い出す奴が多すぎる。
特に地震以降はひどい
120:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 23:02:15.75 ID:XEEAvfh3
>>92
(TOT)???

(TOT)少なくともこのスレには一人もいないようだが?
129:名無しのひみつ 2011/10/19(水) 16:00:37.31 ID:JKWUDbOR
>>92
『ドイツの科学は世界一ィィィィィィ!!』だろ、常識的に
98:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 09:00:42.18 ID:10UhUr7F << 101
<TOT>
101:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 09:21:47.61 ID:OS83SLVJ
>>98
(TOT) エラ ハ ヤメテー!
103:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 09:47:11.77 ID:ey6uuuyB << 105 106 107
ミクロの世界では、流れる電子(電流)は少数。
金属結合の自由電子・化学結合の最外殻電子などの殆どの電子は停滞(電子雲)。

それを考えると電池は現在の能力の1000倍?になる可能性がある。
ただ、そうなると電池はショート・漏電・漏液の危険性急増し易い。
だから、将来は金属電池かもな
105:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 10:10:01.60 ID:HMbcUqUZ << 107
>>103
電池の物理学では、電子の数よりは、「化学ポテンシャル」という概念が重要。

「化学反応からどれぐらいのエネルギーが取り出し得るか」という量。現在のこの
ポテンシャルの体積密度は、爆薬のソレにほぼ等しいくらいまで上がって来た。

実用上、これ以上密度を上げるのは危険過ぎるかも知れない。
107:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 10:24:45.28 ID:ey6uuuyB
106:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 10:23:19.51 ID:ey6uuuyB << 108
>>103
同感。
はっきり言って、もう瞬間エネルギー放出事故になれば、全く爆薬。
だから、金属電池に将来性がある。

化学反応電池は本質的に原発と同じ。
制御が困難で暴走すれば止められない。
108:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 10:29:03.49 ID:HMbcUqUZ << 114
>>106
金属のフェルミエネルギー差を利用する電池は、「熱電発電」としてもう実用化されてますよ。

非常に微小なエネルギーですが、用途用に使い道がいろいろあります。
114:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 11:19:43.18 ID:ey6uuuyB << 116
>>108
ネタ39.知ってるけど、色んな意味で感謝。

興味があるのは、高温超電導と半導体における電子雲の研究。
この研究が進んだ先に金属電池の飛躍が待っていると思う。
自由電子・電子雲が、半導体みたいに制御・増幅され、高温超電導みたいに抵抗0で全ての電子が流れる。
116:名無しのひみつ 2011/10/18(火) 11:45:25.47 ID:ey6uuuyB
>>114の続き。
実は究極は、金属電池でなく軽い固体電池と思うけど、太陽電池のように色々な疑問・製法などで難しそう。
そのため、この分野での研究は、当分、少し山師的研究のやり方をした研究者が業績出すと思う。
122:名無しのひみつ 2011/10/19(水) 01:21:15.24 ID:5CcR0uc1 << 126
何で号泣きしてんのかと思ったら略称か
126:名無しのひみつ 2011/10/19(水) 12:26:12.02 ID:uPKeqnNy
>>122
「ごうきゅう」だよ

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