“新たな低炭素エネルギー社会に対応した新型電池の開発”
松本 太・池原飛之・田邉豊和・片岡利介・大坂武男・長澤 浩・阿部英樹・持田由幸・入井友海太“Development of Novel Battery towards New Low Carbon Energy Society”

Futoshi MATSUMOTO・Takayuki IKAHARA・Toyokazu TANABE・Toshiyuki KATAOKA・Takeo OHSAKA・Hiroshi NAGASAWA
・Hideki ABE・Yoshiyuki MOCHIDA・Yuuta IRII

神奈川大学工学研究所所報第39号

別刷

Reprinted fromSCIENCE REPORTS OFRESEARCH INSTITUTE FOR ENGINEERING
KANAGAWA UNIVERSITY
No.39 DEC.2016

145“新たな低炭素エネルギー社会に対応した新型電池の開発”
松本 太 1・池原飛之 2・田邉豊和 3・片岡利介 4・大坂武男 5・長澤 浩 6・阿部英樹 7・持田由幸 8・入井友海太 9“Development of Novel Battery towards New Low Carbon Energy Society”

Futoshi MATSUMOTO・Takayuki IKAHARA・Toyokazu TANABE・Toshiyuki KATAOKA・Takeo OHSAKA・Hiroshi NAGASAWA・Hideki ABE・Yoshiyuki MOCHIDA・Yuuta IRII

1. 緒言

ない低炭素社会への移行が我々の社会の重要な課題とな

近年の温暖化問題から二酸化炭素を可能な限り排出しっている。エネルギーを効率的に使う方法の一つとしてリチウムイオン電池，燃料電池などが注目されてきており，数年ぐらい前から幾つかの自動車会社が市販のリチ

1: 教授 神奈川大学工学部物質生命化学科
Professor, Dept. of Material and Life Chemistry,
Kanagawa University
2: 教授 神奈川大学工学部物質生命化学科
Professor, Dept. of Material and Life Chemistry,
Kanagawa University3: 特別助教 神奈川大学工学部物質生命化学科
Assistant Professor, Dept. of Material and Life
Chemistry, Kanagawa University
4: 特 別 助 教 神 奈 川 大学 工学 部 物 質生 命化 学 科
Assistant Professor, Dept. of Material and Life
Chemistry, Kanagawa University
5: 客員教授 神奈川大学工学研究所
Visiting Professor
Research Institute forEngineering, Kanagawa University
6: 客員教授 神奈川大学工学研究所
Visiting Professor
Research Institute forEngineering, Kanagawa University
7: 客員教授 神奈川大学工学研究所
Visiting Professor
Research Institute forEngineering, Kanagawa University
8: 客員研究員 神奈川大学工学研究所
Visiting Researcher
Research Institute forEngineering, Kanagawa University
9: 客員研究員 神奈川大学工学研究所
Visiting Researcher
Research Institute forEngineering, Kanagawa Universityウムイオン電池車，燃料電池車を販売し始めている。しかし、これらの電気自動車が私たちの生活に広くいきわたるためには、性能の向上・製品の低価格化など、さらに開発すべき点は多く残されている。
本プロジェクトは、学内外の電池関連の研究者が集結し、これらの問題に対して、電気化学、材料化学などの観点から研究開発に取り組み、問題を解決する糸口を提案し、それらを地元の企業と協力して製品開発まで結びつけようと考え、本プロジェクトを行っている。その活動の中には、神奈川大学新型電池オープンラボのように企業と共同研究による研究開発を目的に実施されている事業も含まれる。1)2. 研究内容の紹介
今年度新たに企業と共同研究を開始した研究内容を3 件、簡単に紹介する。
2.1.

Li イオンキャパシタ用電極作製のための穴空き集電銅箔を用いた Li ドープ反応の高速化
リチウムイオンキャパシタ (LIC) には高出力化のためグラファイトなどの負極への Li+イオンのプレドープが必要であるが、このプレドープにおいては多孔質集電体を用いた垂直プレドープ法が用いられている。これまでの報告によると多孔質1
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Stable Long-term Activity on TiO2-supported Dealloyed
PtCu Nanoparticles in Acidic Aqueous Solutions, ECS
Transactions, Electrochemical Society, Inc., 66(39),1-8(2015).
(9) Takuya Kuzuoka, Tomohiro Kouno, Tomohiro Koyama,Yuji Morita, Keitaro Yamazaki, Takao Gunji, Toyokazu
Tanabe, Shingo Kaneko, Ben Nanzai, Futoshi Matsumoto,Development of Moving Micro-Machines That Use
Hydrogen Peroxide and Glucose as Fuels, ECS
Transactions, Electrochemical Society, Inc., 69(39), 17-26(2015).
(10) Takao Gunji, Masanari Hashimoto, Toyokazu Tanabe,
Shingo Kaneko, Futoshi Matsumoto, Preparation ofOrdered Intermetallic PtBi co-Catalyst Nanoparticles/WO3and its Photocatalytic Activity towards Decomposition ofAcetic Acid, ECS Transactions, Electrochemical Society,
Inc., 69(39), 11-16 (2015).
(11) Kazuma Uehara, Takao Gunji, Toyokazu Tanabe, Shingo
Kaneko, Futoshi Matsumoto, The effect of Brightener on
the Fabrication of Electroplated Bright Aluminum Films
Using an AlCl3-EMIC-Toluene Bath, ECS Transactions,Electrochemical Society, Inc., 69(29), 7-13 (2015).
(12) Fuma Ando, Takao Gunji, Toyokazu Tanabe, Shingo
Kaneko, Tsuyoshi Takeda, Takeo Ohsaka, FutoshiMatsumoto, Enhancement of the Oxygen Reduction
Reaction (ORR) on a PtPb Nanoparticle/TiO2/Cup-Stacked
Carbon Nanotube Composite in Acidic Aqueous Solutions
based on the Electronic Interaction between PtPb and TiO2,
ECS Transactions 72 (33), 53-62 (2016).
(13) Takuya Kuzuoka, Tomohiro Kouno, Tomohiro Koyama,Yuji Morita, Keitaro Yamazaki, Takao Gunji, ToyokazuTanabe, Shingo Kaneko, Ben Nanzai, Futoshi Matsumoto,Development of Moving Micro-Machines That Use
Hydrogen Peroxide and Glucose as Fuels, ECS
Transactions 69 (39), 17-26 (2016).

3. 終わりに
本プロジェクトでは、今年度２名の客員教授をメンバーに加え、新型電池に関わる要素研究を主に企業との共同研究で行った。本報告では、二次電池の研究成果を述べたが、その他に燃料電池電極触媒や光触媒による水素エネルギーの生成についての研究も行っている。これらの成果に関しては既に報告している研究成果を以下に発表論文として列記したので、それらをご参照いただきたい。
参考文献(1) 神奈川大学工学研究所所報第 38 号, p.64-66 (2015).
(2) T. Utsunomiya, et al., JP Patent, P2011-210995.
(3) K.Notake, et al., J. Appl. Electrochem., 46(3), 267-278(2016).
(4) F. Ando, et al., Chem Lett., 44(12), 1741-1743 (2015).
発表論文(1) Takao Gunji, Arockiam John Jeevagan, Masanari Hashimoto,Toshiaki Nozawa, Toyokazu Tanabe, Shingo Kaneko,
Masahiro Miyauchi and Futoshi Matsumoto，Photocatalytic
Decomposition of Various Organic Compounds OverWO3-Supported Ordered Intermetallic PtPb co-Catalysts，Applied Catalysis B: Environmental, 181, 475-480 (2016).
(2) 方 雪琴, 上原一真, 金子信悟, 佐藤静夏, 田邉豊和,
郡司貴雄, 松本 太, 塩化アルミニウム/1-エチル-3-メ
チルイミダゾリウムクロリド/トルエン浴からの光沢性を有するアルミニウム電気めっき膜の作製における添加剤の影響, Electrochemistry, 84 (1) 17-24 (2015).
(3) Fuma Ando, Takao Gunji, Hikaru Fujima, Tsuyoshi Takeda,Toyokazu Tanabe, Shingo Kaneko, Futoshi Matsumoto,Preparation of PtPb/TiO2/Cup-Stacked Carbon Nanotube
Composite for Enhancement of Electrocatalytic Reaction ofOxygen Reduction Reaction, Chem Lett., 44(12),1741-1743(2015).
(4) Genki Kobayashi, Yuta Irii, Futoshi Matsumoto, Atsushi Ito,
Yasuhiko Ohsawa, Shinji Yamamoto, Yitao Cui,
Jin-Young Son, Yuichi Sato, Improving Cycling
Performance of Li[Li0.2Ni0.18Co0.03Mn0.58]O2 throughCombination of Al2O3-based Surface Modification andStepwise Pre-cycling, J. Power Sources, 303,250-256(2016).
(5) K.Notake, T. Gunji, S. Kosemura, Y. Mochizuki, T. Tanabe,
S. Kaneko, S. Ugawa, H. Lee, F. Matsumoto, The
Application of a Water-Based Hybrid Polymer Binder to a
High-Voltage and High-Capacity Li-rich Solid-Solution
Cathode and Its Performance in Li-Ion Batteries, J. Appl.
Electrochem., 46(3), 267-278 (2016).
(6) A.J. Jeevagan, T. Gunji, T. Tanabe, S. Kaneko, F.
Matsumoto, Enhancement of the Electrocatalytic OxygenReduction Reaction on Pd3Pb Ordered Intermetallic
Catalyst in Alkaline Aqueous Solutions, J. Appl.
Electrochem., 46, 745-753 (2016).
(7) T. Tanabe, W. Miyazawa, T. Gunji, M. Hashimoto, S.
Kaneko, T. Nozawa, M. Miyauchi, F. Matsumoto,Site-selective deposition of binary Pt-Pb alloy nanoparticles
on TiO2 nanorod for acetic acid oxidative decomposition, J.
Catal., 340, 276-286 (2016).
(8) T. Gunji, K. Sasaki, A. J. Jeevagan, T. Tanabe, S. Kaneko, F.
Matsumoto, Enhanced Oxygen Reduction Reactions and3
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