【発表のポイント】

• 安価・安全・高容量・高出力な新しい水系有機蓄電池システムを考案
• 絶縁性有機材料に複数の導電機構を組み合わせ蓄電池反応に利用
• 従来の蓄電池に必須な電極の導電助剤^注１が不要になることから、蓄電池の実質的な高容量化が可能に
• 材料の多様な組合せが可能であり、有機蓄電池の更なる高性能化や低価格化が期待

【概要】

有機蓄電池は、低環境負荷・安価・高容量が期待できる次世代蓄電池として世界的に研究が進められています。東北大学多元物質科学研究所の小林弘明 助教らは、導電助剤を全く用いない高容量な有機蓄電池システムを考案・実証しました。

有機材料は導電性が低いため、大量の導電助剤を必要とすることから、実質的な容量が小さくなる課題があります。本研究では、二つの有機分子材料を混ぜることで導電性が現れる電荷移動現象^注２と、充放電時の導電性有機ラジカル塩^注３生成機構を組み合わせた「導電性リレー機構」を考案し、導電助剤フリーで繰り返し充放電が可能な有機蓄電池の開発に成功しました。絶縁性のため利用できなかった多彩な有機材料への応用により、有機蓄電池の更なる高性能化が期待できます。

本研究成果は主に、「人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンス」により得られ、5月15日付で、アメリカ化学会が刊行する材料化学専門誌「ACS Applied Materials & Interfaces」オンライン版に公開されました。

【用語解説】

注１）導電助剤
蓄電池の電極の抵抗を低減するために使用する材料。カーボンブラックなどの炭素材料が主に使用される。蓄電池の電極はエネルギーを取り出す活物質と導電助剤、およびこれらを結着させるための結着剤から構成される。

注２）電荷移動現象
二種類の分子（電子を与えるドナー、電子を受け取るアクセプター）間で電子の授受が起こる現象。二種類の分子が一つの結晶を形成することで起こる電荷移動錯体と、二種類の粒子の接触表面で電荷移動が起こる表面電荷移動の二種類の電荷移動現象が報告されている。

注３）有機ラジカル塩
有機分子がハロゲンや金属イオンなどの小さいイオンと共に結晶化した塩。金属に匹敵する導電性を示すものや一部には超伝導を示すものも報告されている。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学多元物質科学研究所
担当：小林 弘明 助教
電話：022-217-5816
E-mail：h.kobayashi*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学多元物質科学研究所
広報情報室
電話：022-217-5198
E-mail：press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）