電解液の補充により電圧が回復する新規な構造を有する
アルミニウム－空気電池

理論容量を持っている（1 番であるリチウム−それぞれの測定の間に電解液が補充されている

空気電池の理論容量は 11400Wh/Kg）．しかし条件下である．ただ従来の型のアルミニウム−ながら，従来のアルミニウム−空気電池におい空気電池は電解液を補充しても充放電特性，電ては電極上で酸化アルミニウムや水酸化アルミ圧の両方とも劣化していくが，この型のものはニウムなどが副生成物として生成して，もはやほとんど劣化しない．つまり二次電池として機電気を発生しないという大きな実用化への問題能することができることが証明されたのは世界点があった．

初である．この成果により金属−空気電池の二金属アルミニウムの負極側，正極の空気極側次電池化としての実用化へ大きく前進した．

近年の電気自動車用の蓄電池， スマートグと電解液との間に安定な酸化物からなるアルミリッドに対応することが可能になるにはリチウ

ニウムイオン伝導体（タングステン酸アルミニ

王立化学会の学術誌

ムイオン電池などの既存の蓄電池以上の大容量ウム）を位置させるという発想を基にしている．

イン掲載された．

化が必要となってくる．マグネシウム，カルシ固体電解質を挟む構造にすれば，電極上に直接Ryohei Mori,ウムなどを用いた多価イオン電池やナトリウム，副生成物が生成することを抑制し電池反応を維（2013）．

リチウムも用いた金属−空気電池がその最有力持することができると想定した．電解質には非Ryohei Mori,候補となるが，それらの二次電池化には安全性，常に安価な水酸化ナトリウム水溶液，塩化ナト（2014）．

材料の安定性などの課題を含め解決すべき課題

リウム水溶液（塩水）を用いることができ，実（冨士色素（株） 研究部が山積みしている．

際電池を作成すると最長 1 ヶ月の充放電を示し〒 666-0015

本研究は，2013 年 8 月，2014 年 1 月に英国にオンラ, 3, 11547-11551, 4, 1982-1987
森良平

連絡先：兵 庫 県 川 西 市 小 花 2-23-2，

筆者らは金属−空気電池の材料の中でも最もた．また初期放電容量は約 5.3mAh/cm-2 で 15

E-mail：moriryohei@fuji-pigment.co.jp）

材料として扱いやすく，安価で資源の面からも回目の放電容量も約 4.4mAh/cm-2 となり，放URL：http://www.fuji-pigment.co.jp/

安心なアルミニウムに注目して研究を鋭意進め

電容量が 8 割以上維持されていた．この電池にてきた．アルミニウム−空気電池の理論容量はおいては空気極側の固体電解質の材料の多孔性

8100Wh/Kg であり二次電池の中では 2 番目ののため電解液が蒸発する．つまり，この結果はスズリン酸ガラスがナトリウム電池負極として良好に機能［2014 年 2 月 17 日原稿受付］と安全性に優位性がある．ナトリウムイオン電ナトリウム電池ではリチウム電池よりも体積変池の材料開発においては正極のみならず有望な化が顕著となる．今回良好な可逆容量とサイク負極開発が重要なことから，同研究グループでル特性が発現した要因としては金属粒子が剛は，リチウムイオン電池の負極活物質として研10nm 程度と微小であること，粒子全体をガラ准教授の研究グループは日本電気硝子（株），産究を進めていたスズリン酸系ガラスに注目し，ス層で取り囲むことで，電解液との反応が抑制

業技術総合研究所と共同でスズリン酸系の酸化ナトリウムイオン電池における負極活物質としでき，ガラス層の存在は機械的劣化の抑制にも物ガラスがナトリウムイオン電池の負極活物質ての可能性を模索していた．

効果があると考えられる．

長岡技術科学大学の小松高行教授と本間として良好に機能することを明らかにした．近作製した電極合材をナトリウム金属負極に対既に開発が進められているリン酸鉄系正極と年，大容量のリチウムイオン電池の需要の高まして充放電試験を行ったところ，カットオフ電組み合わせた電池の創製を進めながら，組成，りを受けて，リチウム，コバルト等の原材料の圧 0 〜 1V の範囲で，25 サイクル後で 300mAh

プロセスの最適化により更なる可逆容量，サイ高騰が懸念されている．そこでこれらレアメタを超える可逆容量を示し，ハードカーボン系負クル特性の改善が期待される．

ルに依存しない次世代電池の一つとして，ナト極の容量に匹敵することが明らかとなった．電（長岡技術科学大学

リウムイオン電池が注目されている．

子顕微鏡により形態を観察したところ，10nm

小松高行・准教授

物 質・ 材 料 系

本間

長岡技術科学大学の研究グループでは，前駆程のスズ合金が，酸化物ガラスに取り囲まれた連絡先：〒 940-2188

体ガラスの結晶化による二次電池材料の低コス構造が特徴的で，合金粒子は初回の充電過程で1603-1）ト合成プロセスを提案しており，2012 年にリ形成する．

URL：http://mst.nagaokaut.ac.jp/amorph

ン酸鉄ナトリウムからなる新正極活物質を見いスズ合金系の負極はリチウム電池において体だした．リン酸系材料の特徴として化学耐久性

積変化に伴う機械的劣化が課題となっているが，新しい高温対応コンデンサ用材料

教授

剛

新潟県長岡市上富岡町［2014 年 2 月 24 日原稿受付］

強誘電転移温度を 470℃から 220℃まで幅広く能である．BaTi2O5 の高濃度元素置換につなが制御できた．

る準安定相安定化のメカニズムを，原子レベル現在，車載用や発電所，製鉄所などの高温環結晶構造解析の結果， 単位格子内の 2 つので明らかにした本研究の成果は，更なる特性制境用電子機器に対応したコンデンサ用材料の開Ba サイトのうち，0≤ ≤0.07 の安定相では Ca御を目指した組成設計に活かされると期待され発が求められている．470℃という高い強誘電は一方の Ba サイトのみを置換するのに対して，ている．

転移温度をもつ BaTi2O5 はその候補の一つで0.10≤ ＜0.40 の準安定相では両方の Ba サイトあるが，原料粉末を混合して焼結する一般的なを置換することを見いだした．一般的な焼結法手法では，元素置換することが難しく，特性制

では Ca が片方の Ba サイトにのみに優先的にBa1− Ca Ti2O5 by breaking Ca-site selectivity

御の点で問題があった．

置換して大きな局所歪みが生じ，結晶状態を保via crystallization from glass”, A. Masuno

文

献“Stabilization of metastable ferroelectric

3, 3010（2013）．

.,

東京大学の増野敦信助教，溝口照康准教授，てない．一方でガラスという熱力学的に非平衡

広島大学の森吉千佳子准教授，黒岩芳弘教授，な状態から結晶化することにより，両方の Ba（東京大学生産技術研究所

九州シンクロトロン光研究センターの岡島敏浩

サイトに Ca が置換し，局所歪みの増大が抑制

先： 〒 153-8505

主任研究員らは，ガラスを加熱して結晶化させされる．結果として準安定相では結晶を保ちつ

E-mail：masuno@iis.u-tokyo.ac.jp）

るという簡便な手法を用いることで，一般的なつ多くの Ca で置換できる．

URL：http://www.vitreous.iis.u-tokyo.ac.jp/

手法を用いた場合よりも Ca の最大置換量を 4高濃度 Ca 置換体は準安定相に分類されるが，倍以上にした強誘電体 Ba1- Ca Ti2O5 の合成に500℃程度では分解しないため，BaTiO3 ベース成功した．また，Ca 濃度を調整することで，のコンデンサが使えない高温環境での利用が可

320

増野敦信

連絡

東 京 都 目 黒 区 駒 場 4-6-1，［2014 年 2 月 24 日原稿受付］

セラミックス49（2014）No. 4