電子伝導性配位構造体、蓄電池の正極材料として有望―イオンの脱挿入によるエネルギーの貯蔵機構とらえる：物質・材料研究機構ほか
(2018年5月31日発表)
（国）物質・材料研究機構と東京大学、理化学研究所、京都工芸繊維大学の研究グループは5月31日、電子伝導性配位構造体と呼ばれる物質が、リチウムイオン電池をはじめとした蓄電池の新たな正極材料として有望なことを見出したと発表した。蓄電池の高性能化に向けた今後の研究の進展が期待されるという。
リチウムイオン蓄電池などの正極材料には長年、遷移金属酸化物が用いられているが、蓄電池の高性能化に対する需要が高まる中で、高エネルギー密度・長寿命などの特性を持つ新たな正極材料の開発が求められている。
その候補として近年注目を集めているのが配位構造体と呼ばれる物質。配位構造体は、有機分子と金属イオンの様々な組み合わせから構成される物質群で、イオンを内包できる多様な内部空間を持ち、酸化還元活性を備えることから、新電極材として世界的に研究されている。
ただ、配位構造体は一般的に電子伝導性が低いという問題を抱えており、この解決が大きな課題とされていた。
研究グループの西原寛東大教授らは先に金属的な電子伝導性を示す配位構造体の合成に成功、今回、研究グループはこの物質の電気化学特性や構造を詳細に調査した。
その結果、イオンが電子伝導性構造体の中に電気化学的に出入りすることで、エネルギーを貯めたり放出したりすること、代表的な蓄電池正極材料である遷移金属酸化物と比肩する特性容量を持つこと、などを世界で初めて発見した。
今後イオンの脱挿入によるエネルギー貯蔵のメカニズムなどをさらに解明すれば、酸化物に替わる有望な蓄電材料の探索につながることが期待されるという。
