リチウム金属電池は、従来のリチウムイオン電池を大きく上回るエネルギー密度を実現できる次世代蓄電池として期待されています。しかし、充放電時に発生するデンドライト（針状リチウム）の成長が寿命や安全性を低下させるため、その抑制が大きな課題となっています。これまで電解液の高濃度化が有効とされてきましたが、最適な濃度を決定する指針は十分に明らかになっていませんでした。東北大学金属材料研究所の李弘毅助教、市坪哲教授の研究グループは、LiTFSI/EC-PC電解液の濃度を系統的に変化させ、イオン輸送、リチウム析出・溶解挙動、および保護膜（SEI）の力学特性を包括的に解析しました。その結果、Li...

電動化社会の本格化およびサプライチェーンリスクの増大から、価格変動が少ないレアメタルフリー蓄電池の開発が盛んに行われています。中でも、多価金属電池は、豊富な元素資源性と安全性を基盤に、次世代の高エネルギー蓄電池として注目されています。一方で、実用化に向けては、正極材料の開発が大きな課題となっています。東北大学多元物質科学研究所の飯村玲於奈 大学院生（研究当時：同大学院環境科学研究科、現：物質・材料研究機構 研究員）、北海道大学大学院理学研究院の小林弘明 准教授（現：東京大学大学院工学系研究科 准教授）らの研究チームは、次世代蓄電池の一つである多価（マグネシウム・カルシウム）金属電池...

資源として豊富なマグネシウム(Mg)を用いるマグネシウム蓄電池(RMB)注1は、希少金属(レアメタル)であるリチウムを使用するリチウムイオン電池を補完・代替しうる次世代蓄電池として期待されます。RMBの実現には、繰り返しMgイオンを貯蔵・放出できる正極材料の開発が必須です。この中でも特に、高電位により大量のエネルギーを蓄えられる酸化物材料は有望な候補ですが、Mgイオンの移動が遅いため、室温での使用が困難でした。さらに、繰り返しの充放電による電極の劣化を抑制し、長寿命化する必要もありました。東北大学金属材料研究所の河口智也助教(研究当時。現...

人間の生産活動によって地球全体に二酸化炭素（CO2）に代表される温暖化ガスが増え続け、それが原因と思われる気候変動によって大規模な自然災害が起きています。そのため特にCO2排出量の大きい世界の都市部では、様々な気候変動対策が講じられています。東北大学環境科学研究科の小端拓郎准教授らの研究チームは、1997年に「京都議定書」が採択された京都市を対象に、屋根に設置する太陽光発電と電気自動車を組み合わせた新しい都市モデル「SolarEV City構想」を分析しました。その結果、中心部では屋根の狭さから自給率が限られる一方、郊外の住宅地では最大で...

東北大学大学院環境科学研究科の小端拓郎准教授らの研究グループは、日本全国1741市町村を対象に、住宅などの屋根上太陽光パネルと電気自動車（EV）を組み合わせて家庭の電力をまかなうシミュレーションを行い、大幅な脱炭素効果を明らかにしました。屋根の有効面積の約70%に太陽光パネルを設置し、EVの車載電池を家庭用蓄電池として活用することで、各地域の電力需要を平均85%まで自給可能になり、CO2排出量を87%削減できると試算しています。特に地方の地域ではほぼ100%に近い自給も可能であり、都市部に比べ格段に高い自給率が達成できることが分かりました。本研究成果は、再生可能エネルギ...

リチウムイオン電池（LIB2）は、スマートフォンや電気自動車（EV）などに幅広く利用されていますが、経年劣化による交換費用や劣化電池の安全性への危惧が大きな社会問題となっています。電池劣化の要因は幾つかありますが、その一つとして電池材料の分解と溶出の可能性が指摘されています。東北大学多元物質科学研究所のヘラー ニチヤ（Hellar Nithya）学術研究員らのグループは、MRIを用いて、リチウムイオン電池の正極材料であるLMOからマンガンイオンが電解液中に溶出する様子をリアルタイムで可視化する手法を開発し、電池の充放電時にマンガン（Mn）が溶出する電圧や場所や...