【本学研究者情報】

〇本学代表者所属・職・氏名：材料科学高等研究所・助教・木須　一彰
材料科学高等研究所・所長・教授・折茂　慎一
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• 水素クラスター^[用語１]を用いた新たなカルシウムイオン電池用の電解質を開発
• "高いイオン伝導率"、"高い電気化学的安定性"、"フッ素フリー^[用語２]"を兼ね備えたカルシウム電解液の作製に世界で初めて成功
• この電解液を用いてカルシウムイオン電池の室温での安定動作を実証
• 資源性に富むカルシウムを用いた電池開発の加速に期待

【概要】

持続可能社会に向けた再生可能エネルギーの導入や電気自動車などの発展を背景として、電池容量がすでに理論的な限界に近づいているリチウムイオン電池に代わる高性能な蓄電デバイスの開発が急がれています。

東北大学 材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の木須一彰助教と折茂慎一所長、同大学 金属材料研究所の金相侖助教らの研究グループは、資源性に富むカルシウムに注目して、カルシウムイオン電池用の新規電解質として、水素とホウ素から形成された水素クラスターを含む錯体水素化物を新たに開発し、高い伝導率が得られることを発見しました。

さらに、カルシウムイオン電池としての応用に向けて、２種類の溶剤を混合することで、このカルシウム錯体水素化物を溶剤中に高濃度で溶かし込むことに成功しました。得られた電解液は、"高いイオン伝導率"および負極・正極に対する"高い電気化学安定性"を有すると共に、カルシウムイオン電池の寿命向上に優位な"フッ素フリー"である世界初の電池材料といえます。

本研究は、スイス連邦工科大学ローザンヌ校のKun Zhao博士およびAndreas Züttel教授と進めた、東北大学材料科学世界トップレベル研究拠点プロジェクトの成果であり、令和３年４月６日付（現地時間）で英国科学誌「Scientific Reports」のオンライン版に掲載されました。

【用語解説】

[用語１]水素クラスター： 中心原子に複数の原子が結合した分子構造を持つイオン。[CB₁₁H₁₂]⁻の場合、1個のCと11個のBが中心原子、12個のHが複数の原子に相当。

[用語２]フッ素フリー： 電解質にフッ素が含まれていないことを意味する。多くのカルシウム電解質の候補材料に含まれるフッ素は、電池動作中に電池特性を阻害してしまうフッ化カルシウムなどの分解生成物を生じてしまうこともあり、フッ素を含まない電解質が望ましいと考えられている。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究内容）
東北大学 材料科学高等研究所（WPI-AIMR） 助教
木須一彰（キス　カズアキ）
TEL: 022-215-2094
FAX: 022-215-2091
E-mail: kazuaki.kisu.b2*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

東北大学 材料科学高等研究所（WPI-AIMR） 所長・教授
東北大学 金属材料研究所 水素機能材料工学研究部門 教授
折茂慎一（オリモ シンイチ）
TEL: 022-217-5130
FAX: 022-217-5129
E-mail: shin-ichi.orimo.a6*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道担当）
東北大学 材料科学高等研究所（WPI-AIMR）
広報戦略室
TEL: 022-217-6146
FAX: 022-217-5129
E-mail: aimr-outreach*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

東北大学 金属材料研究所
情報企画室広報班
TEL: 022-215-2144
FAX: 022-215-2482
E-mail: imr-press*imr.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）