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【プレスリリース】 相転移物質の利用による三次電池の高電圧化に成功　～室温付近の熱環境で充電可能な自立型電源の実現に向けて～

国立大学法人筑波大学　数理物質系　エネルギー物質科学研究センター（TREMS） 守友浩教授と国立高等専門学校機構　群馬工業高等専門学校　柴田恭幸助教の研究グループは、相転移を示すコバルトプルシャンブルー類似体を配置したビーカーセル型三次電池を試作し、13℃から47℃への昇温で120mV程度の起電力の発生に成功しました。この三次電池の熱効率は0.9%であり、理論効率の11%に匹敵します。

IoT技術などを幅広く活用する未来社会Society5.0の実現に向け、2023年には世界のセンサー市場が年間一兆個に達すると予想されています。しかしながら、それらの電池の交換・管理を行うことは現実的ではありません。三次電池は、どこにでもある室温付近の環境熱で充電できる自立分散電源であり、交換・管理が不要であることから、Society5.0の必須技術の一つとされています。本研究グループは、未来の自立分散電源として、かねてより三次電池を提案してきました。

本研究では、「物質の酸化還元電位は相転移の前後で不連続に変化するので、相転移物質を電極に使用した三次電池では起電力が増大する」との考えに基づき、研究開発に取り組んできました。その結果、相転移を示すコバルトプルシャンブルー類似体を利用した三次電池において、13℃から47℃への昇温で約120mVの起電力を得ました。
今後、相転移材料の設計・開発により、さらなる起電力の巨大化が期待されます。また、産学連携による研究開発を進め、三次電池の社会実装を目指します。

本研究成果は、2月4日付「Scientific Reports」誌でオンライン公開されました。

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• プレスリリース

論文情報

T. Shibata, H. Iwaizumi, Y. Fukuzumi, Y. Moritomo, “Energy harvesting thermocell with use of phase transition”, Scientific Reports, Online published:2020/02/04 (DOI:10.1038/s41598-020-58695-z)

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