空気二次電池における部材開発と空気極触媒の高活性化

第1部 アルミニウム – 空気電池の二次電池化について

(2017年7月19日 10:00～11:30)

1. 次世代蓄電池に向けた研究開発
2. アルミニウムー空気電池の特徴と構造
   1. 特徴
   2. 基本構造
   3. 問題点
3. 新規構造を有するアルミニウムー空気電池
   1. アルミニウムイオン伝導体を中間層として検討
   2. 多孔性酸化物体を中間層として検討
   3. 多孔性炭素材料、セラミック材料を中間層として検討
4. イオン液体を用いたアルミニウムー空気電池
   1. イオン液体を用いたアルミニウム – 空気電池の性能
   2. イオン液体を用いたアルミニウム – 空気電池の二次電池化への検討
• 質疑応答

第2部 ペロブスカイト系酸化物を用いた空気極触媒の開発の動向について

(2017年7月19日 11:40〜13:10)

　ペロブスカイト系酸化物を用いた空気極触媒の開発の動向について講演する。 　ペロブスカイト系酸化物の反応機構を解説し、ルドルスデン – ポッパー (Ruddlesden – Popper) 型層状ペロブスカイト酸化物を紹介する。空気極触媒の評価法についても紹介する。

1. 金属 – 空気二次電池の普及に向けての課題
   1. 正極で充放電時に生じる高い過電圧について
   2. 金属 – 空気二次電池に求められている性能について
2. 非貴金属空気極触媒の開発動向について
   1. 各種ペロブスカイト系酸化物触媒の動向について
   2. ルドルスデン – ポッパー (Ruddlesden – Popper) 型層状ペロブスカイト酸化物
   3. 貴金属触媒の性能について
3. 空気極触媒の評価法について
4. 金属 – 空気二次電池の放・充電特性
5. 今後の展望
• 質疑応答

第3部 メソポーラス酸化物正極を用いた亜鉛空気電池の充放電特性

(2017年7月19日 13:50〜15:20)

　次世代高容量電池として金属ー空気電池が注目されている。 　本講座では金属 – 空気電池の原理および課題を理解し、金属 – 空気電池の現状を理解できる。また新しい展開としての、Li – 空気電池およびZn – 空気電池について空気極触媒へのメソポーラス酸化物の応用を紹介し、2次電池化の現状を理解できる。

1. 金属 – 空気電池の歴史と現状
2. 空気極触媒の種類
3. 空気極上の反応
4. 高活性多孔質空気極触媒の合成と評価
5. 空気極触媒の課題と劣化
6. Zn – 空気電池の特長と課題
7. 多孔質空気極触媒を用いるZn – 空気電池
8. Zn – 空気電池の劣化機構の解明
9. Zn負極の課題
10. Li – 空気電池との比較
11. 今後の展望
• 質疑応答

第4部 金属・空気電池におけるレアメタルフリー空気極触媒の開発と高活性化

(2017年7月19日 15:30〜17:00)

　酸素還元触媒は、金属空気電池や燃料電池の空気極に使用される。金属空気電池は、電池内部に含まれない空気 (酸素) を正極活物質とすることから、リチウムイオン電池の数倍から数10 倍を超す理論エネルギー密度を持つため、電気自動車や携帯端末への応用が期待されている。しかし、白金を使った触媒は、高い活性を示すが、資源が限られコストが高い。 　本講座では、レアメタルフリーな触媒について、導電性が高く、かつ高い活性をもつことから近年、特に注目されている窒素ドープカーボン触媒と、組成制御と組織制御によるアプローチを中心に研究が長年にわたって進められているペロブスカイト型酸化物触媒を中心に紹介する。

1. 金属空気電池用触媒の概要
2. 空気極触媒の酸素還元活性
3. レアメタルフリー触媒
   1. 炭素材料触媒
      1. 炭素材料触媒のキャラクタリゼーション
      2. 窒素ドープカーボンの触媒活性
   2. 遷移金属化合物触媒
      1. 組成制御による酸素還元活性の向上
      2. 調製方法の最適化による粒径制御
4. 展望
• 質疑応答