도쿄 대학 대학원 공학계 연구과 그룹은 과학 기술 진흥 기구, 물질·재료 연구 기구와의 공동 연구에 의해 「물」을 베이스로 한 신 카테고리의 리튬 이온 전도성 액체 「상온 용융 수화물」을 발견 .연구 성과를 'Nature Energy' 전자판에 발표했다.

 전기를 저장하고 필요할 때 유효한 축전지.현재 가장 뛰어난 것으로 여겨지는 리튬 이온 전지 외에 새로운 고에너지 밀도화(소형·경량화)를 목표로 공기 전지나 다가 이온 전지 등 차세대 축전지의 연구가 활발히 이루어지고 있다.한편 인터넷을 통해 가전이나 전기 자동차 등 다양한 물건을 제어할 수 있는 IoT 시대의 도래에 따라, 축전지의 개념도 고에너지 밀도화보다 오히려 가격 파괴나 초생산성, 자원·환경·독성·화재 등 위험 회피 방향으로 이동하고 있습니다.

 이 흐름 중에서 기존의 리튬 이온 전지에서 전해액에 사용되는 유기 용매는 매우 타오르기 쉽고 유독하다는 점이 과제가된다.그 때문에 유기용매를 불연·비독·저렴한 물로 대체한 「수계 리튬 이온 전지」의 연구가 최근 활발히 행해지게 되어 왔다.그러나 물은 저전압에서도 수소와 산소로 전기 분해되어 버리기 때문에 리튬 이온 전지와 비교하여 성능이 떨어지고 실용화에는 이르지 못했다.

 이번 연구 그룹에서는, 물과 특정의 리튬염 2종을 일정한 비율로 혼합함으로써, 통상은 고체가 되는 리튬염 이수화물이 상온에서 안정한 액체(하이드레이트 멜트)로서 존재하는 것을 발견했다.이 하이드레이트 멜트는, 통상이라면 1.2V의 전압으로 분해해 버리는 물을 사용하고 있는데도, 3V 이상의 높은 전압을 걸어도 분해하지 않는다고 한다.이 하이드레이트 멜트를 전해액으로서 응용함으로써, 지금까지 특수한 유기 용매를 이용한 전해액으로 밖에 할 수 없었던 초3V급 리튬 이온 전지의 가역 작동에, 「물」을 이용한 전해액으로서 처음으로 성공했다.

 리튬 이온 전지의 전해액을 불연·무독한 물로 치환함으로써, 안전하고 저렴한 고성능 축전지 디바이스 설계와 생산 프로세스 설계의 양쪽이 가능하게 된다.나아가서는 고도의 안전성과 저가격의 양립이 요구되는 전기 자동차나 가정용의 대형 축전지 개발의 가속도 기대되고 있다.

도쿄 대학

메이지 10년 설립.일본에서 가장 긴 역사를 가지고 일본의 지식의 최첨단을 담당하는 대학

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