松見 紀佳 研究室

松見 紀佳 教授

物質化学領域
松見研究室 松見 紀佳 教授

ヘテロ元素化学を駆使し、未来エネルギー材料を開発する

リチウムイオン二次電池の課題を解決する新規電解質の開発

リチウムイオン二次電池をめぐる研究はいま、世界的に活発です。ハイブリッド車や電気自動車など環境対応自動車の電源として、将来のスマートグリッドシステムを見据えた家庭用大容量蓄電池などとしても多大な期待を集めています。リチウムイオン二次電池は、ポテンシャルがすばらしい反面、多くの課題を抱えており、なかでも安全性は緊急性の高い問題です。これまでに、パソコンの発火や爆発などの事故が報じられてきましたが、安全性よりも大容量化の研究が先行している現在の傾向は看過できないことです。

本研究室では、安全性の確立を優先課題と捉え、これに取り組んでいます。これまでに、イオン液体中において多糖類と各種ホウ素化合物との反応によって合成された有機・無機ハイブリッド型イオンゲル電解質を開発し、優れたイオン伝導特性と難燃性とを併有することを確認、今後もその発展に傾注します。

以上のようなアプローチと並行して、リチウムイオン二次電池のハイパフォーマンス化にも取り組んでいます。従来、電解質の研究では、イオン伝導度を高めることに設計の重点が置かれてきましたが、リチウムイオン輸率も重要です。リチウムイオン輸率とは、電解質中の様々なイオンにおけるリチウムイオンの動く割合のことです。ボロン化学を生かし、高分子化イオン液体にアルキルボラン骨格を導入することにより、アニオントラップ型の高分子固体電解質としては最も高いリチウムイオン輸率、0.87を達成しています。

色素増感太陽電池向けにクルクミン由来高分子色素増感剤を開発

色素増感太陽電池は、色素が光を受けて励起状態となり、電極へ電子を放出する現象を応用する太陽光発電です。シリコン系太陽電池に比べて安価に製造でき、軽量化が図れる上、設置場所の自由度も高いという特徴があり、関心が高まっています。

色素増感型の色素には、高価なレアメタルであるルテニウムを使うのが主流です。本研究室の特色は、色素系太陽電池に天然色素を有効活用するというアプローチです。ターメリック(ウコン)に含まれる黄色色素クルクミン由来の高分子を設計し、そこにルテニウムを結合させ、クルクミンを集光アンテナとして利用します。この方法により、ルテニウムの使用量を従来の10分の1以下に低減でき、また、高分子色素ならではの最沈殿法によりルテニウムの回収も容易です。実際に、このクルクミン由来の高分子色素増感剤を使った太陽電池を試作して発電効率を評価し、一層の性能向上を探索していきます。

松見研究室の紹介
(3:40)

ヘテロ元素化学を駆使し、未来エネルギー材料を開発する

松見研究室の紹介

ヘテロ元素化学を駆使し、未来エネルギー材料を開発する

×