資源制約フリーを目指したマグネシウム蓄電池の研究開発

研究課題

体系的番号	JPMJGX23S1
DOI	https://doi.org/10.52926/JPMJGX23S1
研究代表者	市坪哲東北大学, 金属材料研究所, 教授
研究期間 (年度)	2023 – 2027
概要	本研究開発課題では資源制約フリーを実現する電池として，Mg金属負極を用いた蓄電池「マグネシウム蓄電池」の開発に取り組む．本研究の目標は，安全・安価で，高エネルギー密度を有するマグネシウム蓄電池の開発である．この蓄電池は，リチウムイオン電池（LIB）を代替するのではなく，これから必要となる電化プロセスに向けて，安全で大型な蓄電池として移動体に載せるだけでなく，分散型電源用定置用電源としての利用が期待される．つまり，現状LIBに頼り切りの蓄電池構成において，多種蓄電池のラインナップを揃えることが求められるが，本蓄電池はその一翼を担うものである．　本研究で達成する目標を以下に示す．・マグネシウム蓄電池プロトタイプの作製を第一目標とする．・室温～100℃以下の温度範囲で充放電可能な蓄電池を目指す．・電極エネルギー密度で300-500 Wh/kgを目指し，ラミネートセルベースで200 Wh/kg以上の蓄電池の達成を目指す．
研究領域	蓄電池

報告書

(2件)

2024 年次報告書 ( PDF )
2023 年次報告書 ( PDF )

主な研究成果
(11件)

すべて 2024

すべて雑誌論文 (11件) (国際共著 3件、査読あり 10件、オープンアクセス 10件)

[雑誌論文] Securing cation vacancies to enable reversible Mg insertion/extraction in rocksalt oxides2024
- 著者名
  Tomoya Kawaguchi, Masaya Yasuda, Natsumi Nemoto, Kohei Shimokawa, Hongyi Li, Norihiko L. Okamoto, Tetsu Ichitsubo
- 雑誌名
  
  Journal of Materials Chemistry A
  
  巻: 12 号: 15 ページ: 9088-9101
- DOI
  10.1039/d3ta07942b
[雑誌論文] Computational studies on Mg ion conductivity in Mg2xHf1-x Nb(PO4)3 using neural network potential2024
- 著者名
  K. Makino, N. Tanibata, H. Takeda, M. Nakayama
- 雑誌名
  
  J. Solid State Electrochem.
- DOI
  10.1007/s10008-024-05862-1
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Utilization of Delithiation-Induced Amorphous Oxide as a Cathode for Rechargeable Magnesium Batteries2024
- 著者名
  Tomoya Kawaguchi, Natsumi Nemoto, Hikari Sakurai, Norihiko L. Okamoto, Tetsu Ichitsubo
- 雑誌名
  
  Chemistry of Materials
- DOI
  10.1021/acs.chemmater.4c01056
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Effect of Vanadium Doping on α-KxMnO2 as a Positive Electrode Active Material for Rechargeable Magnesium Batteries2024
- 著者名
  Isaac Oda-Bayliss, Shunsuke Yagi, Masao Kamiko, Kai Shimada, Hiroaki Kobayashi, Tetsu Ichitsubo
- 雑誌名
  
  Journal of Materials Chemistry A
- DOI
  10.1039/d4ta00659c
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Effect of heat treatment on positive electrode properties and crystal structures of Mo-modified MgMn2O42024
- 著者名
  Naoto Kitamura, Ryo Noritake, Chiaki Ishibashi, Yasushi Idemoto
- 雑誌名
  
  Chemistry Letters
  
  巻: 53 号: 7
- DOI
  10.1093/chemle/upae117
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] An Electrically Conductive CuMn2O4 Ultrananospinel Cathode for Room-Temperature Magnesium Rechargeable Batteries2024
- 著者名
  Reona Iimura, Hiroto Watanabe, Toshihiko Mandai, Itaru Honma, Hiroaki Imai, Hiroaki Kobayashi
- 雑誌名
  
  ACS Applied Energy Materials
  
  巻: 7 ページ: 5308-5314
- DOI
  10.1021/acsaem.4c01211
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Compatibility of Molybdenum Disulfide and Magnesium Fluorinated Alkoxyaluminate Electrolytes in Rechargeable Mg Batteries2024
- 著者名
  Omar Falyouna, Mohd Faizul Idham, Osama Eljamal, and Toshihiko Mandai
- 雑誌名
  
  Batteries & Supercaps
  
  巻: 7
- DOI
  10.1002/batt.202400231
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Development of Oxide-Type Cathode Materials towards Room-Temperature Magnesium Rechargeable Batteries2024
- 著者名
  Hiroaki Kobayashi
- 雑誌名
  
  Electrochemistry
  
  巻: 92 号: 10 ページ: 101004
- DOI
  10.5796/electrochemistry.24-00068
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] A Nanoparticle ZnMn2O4/Graphene Composite Cathode Doubles the Reversible Capacity in an Aqueous Zn-Ion Battery2024
- 著者名
  Yuto Katsuyama, Chie Ooka, Ruijie Zhu, Reona Iimura, Masaki Matsui, Richard B. Kaner, Itaru Honma, Hiroaki Kobayashi
- 雑誌名
  
  Advanced Functional Materials
  
  巻: 34 号: 40 ページ: 2405551
- DOI
  10.1002/adfm.202405551
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Oxalate-assisted Fe2O3 surface functionalization of nanosized MgMn2O4 and α-MnO2 cathodes for rechargeable magnesium batteries2024
- 著者名
  Masanao Ishijima, Arisa Omata, Kiyoshi Kanamura, Toshihiko Mandai, Xiatong Ye, Tetsu Ichitsubo, Koichi Kajihara
- 雑誌名
  
  RSC Applied Interfaces
  
  巻: 2 号: 1 ページ: 179-184
- DOI
  10.1039/D4LF00290C
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Ultrasmall α-MnO2 with Low Aspect Ratio: Applications to Electrochemical Divalent-Ion Intercalation Hosts and Aerobic Oxidation Catalysts2024
- 著者名
  Reona Iimura, Shiori Kawasaki, Takashi Yabu, Shinnosuke Tachibana, Kazuya Yamaguchi, Toshihiko Mandai, Kazuaki Kisu, Naoto Kitamura, Zhirong Zhao-Karger, Shin-ichi Orimo, Yasushi Idemoto, Masaki Matsui, Maximilian Fichtner, Itaru Honma, Tetsu Ichitsubo, Hiroaki Kobayashi
- 雑誌名
  
  Small
  
  巻: 21 号: 7 ページ: 2411493
- DOI
  10.1002/smll.202411493
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

資源制約フリーを目指したマグネシウム蓄電池の研究開発

研究代表者

市坪 哲 東北大学, 金属材料研究所, 教授

報告書

主な研究成果

[雑誌論文] Securing cation vacancies to enable reversible Mg insertion/extraction in rocksalt oxides2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Computational studies on Mg ion conductivity in Mg2xHf1-x Nb(PO4)3 using neural network potential2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Utilization of Delithiation-Induced Amorphous Oxide as a Cathode for Rechargeable Magnesium Batteries2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Effect of Vanadium Doping on α-KxMnO2 as a Positive Electrode Active Material for Rechargeable Magnesium Batteries2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Effect of heat treatment on positive electrode properties and crystal structures of Mo-modified MgMn2O42024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] An Electrically Conductive CuMn2O4 Ultrananospinel Cathode for Room-Temperature Magnesium Rechargeable Batteries2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Compatibility of Molybdenum Disulfide and Magnesium Fluorinated Alkoxyaluminate Electrolytes in Rechargeable Mg Batteries2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Development of Oxide-Type Cathode Materials towards Room-Temperature Magnesium Rechargeable Batteries2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] A Nanoparticle ZnMn2O4/Graphene Composite Cathode Doubles the Reversible Capacity in an Aqueous Zn-Ion Battery2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Oxalate-assisted Fe2O3 surface functionalization of nanosized MgMn2O4 and α-MnO2 cathodes for rechargeable magnesium batteries2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Ultrasmall α-MnO2 with Low Aspect Ratio: Applications to Electrochemical Divalent-Ion Intercalation Hosts and Aerobic Oxidation Catalysts2024

著者名

雑誌名

DOI

市坪哲東北大学, 金属材料研究所, 教授