有機分子を活物質とするリチウムイオン電池とレドックスフロー電池

セミナー趣旨

本講演では、資源量や安全性などの問題を抱える現行のリチウムイオン電池(LIB)およびレドックスフロー電池(RFB)に用いられる希少金属元素からなる活物質の代替材料として、酸化還元活性な有機分子を用いる研究について、基礎的な開発コンセプトから国内外における最近の研究動向について紹介する。我々が独自に開発したトリオキソトリアンギュレン中性ラジカルを用いた高容量有機LIBの研究開発について、その学術的背景からそれを電極活物質として利用するメリットに焦点をあてて解説する。さらに、有機活物質を用いた水系RFBの開発について、その設計指針から最近の講演者らの研究状況について解説する。

【講演のポイント】
LIBやRFB研究者の多くはデバイスや電気化学の専門家であるのに対し、講演者は様々な電子機能をもつ有機分子を自在に設計・合成できる有機合成化学者である。このような研究者が活物質分子の設計・合成から性能評価に至るすべての工程を実施することで、それぞれの専門家だけでは到達し得ない包括的な物質探索とその議論ができる。

習得できる知識

・開殻有機分子の設計と電子物性
・有機分子の酸化還元・電子授受能と機能性開拓への展開
・高容量有機リチウムイオン二次電池の開発コンセプトと活物質の設計指針
・有機活物質を用いたレドックスフロー電池の開発コンセプトと活物質の設計指針

セミナープログラム

１．研究背景〜縮多環型開殻有機分子の設計と機能開拓
　1-1. 開殻有機分子の設計指針と研究背景
　1-2. トリオキソトリアンギュレン中性ラジカルの研究経緯
　1-3. トリオキソトリアンギュレン中性ラジカルを用いた機能性開拓

２．開殻有機分子を正極活物質とする高容量有機リチウムイオン二次電池の開発
　2-1. 蓄電デバイスの種類とその市場動向
　2-2. 現行のリチウムイオン二次電池の問題点・改善すべき点
　2-3. 有機リチウムイオン二次電池の研究背景と動向
　2-4. 有機リチウムイオン二次電池の高容量化に向けた分子設計指針
　2-5. トリオキソトリアンギュレンを用いた高容量有機リチウムイオン二次電池の開発
　2-6. トリオキソトリアンギュレンの化学修飾による高性能化検討
　2-7. 有機リチウムイオン二次電池の性能向上に向けた正極部材の検討

３．有機活物質を用いた水系レドックスフロー電池の開発
　3-1. 現行のレドックスフロー電池の問題点・改善すべき点
　3-2. 有機活物質を用いたレドックスフロー電池の研究背景と動向
　3-3. 水系レドックスフロー電池の有機負極活物質の設計指針と研究例
　3-4. キノン系負極活物質の研究状況

キーワード：
有機リチウムイオン二次電池, 有機中性ラジカル,多段階酸化還元能,水系有機レドックスフロー電池

セミナー講師

愛知工業大学 工学部 応用化学科 教授 博士（理学） 村田 剛志 氏

【略歴】
2005年に博士号（大阪大学大学院理学研究科）を取得。
2008年から2012年に博士研究員（京都大学・大阪大学）。
2013年から2015年にかけて （株）ケムジェネシス、東京化成工業（株）に勤務。
2015年から2022年　 愛知工業大学 工学部 応用化学科　准教授
2023年4月から　 愛知工業大学 工学部 応用化学科　教授

【専門分野】
構造有機化学・有機合成化学

セミナー受講料

【1名の場合】45,100円(税込、資料作成費用を含む)
  2名以上は一人につき、16,500円が加算されます。