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ナトリウム

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1: 2016/04/19(火) 21:36:35.77 ID:CAP_USER.net
【プレスリリース】電池中の酸化物イオンで充電と放電 ―高エネルギー電池のブレークスルー― - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/45707


発表者

山田淳夫(東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻 教授)

大久保將史(東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻 准教授)


発表のポイント

•リチウムなどの希少元素を使用しない次世代電池の候補であるナトリウムイオン電池(注1)のプラス極(注2)を開発した。

•開発したプラス極では、酸化物イオン(注3)の酸化と還元により充電と放電が進行することが分かり、遷移金属(注4)からのみ電子を取り出す従来型のプラス極に比べて 1.4 倍の電気量を蓄えることが可能となった。

•さまざまな物質中に多量に含まれている酸化物イオンによる充電と放電が実現したことで、電気自動車などに搭載可能な高エネルギー密度の電池開発が可能となる。


発表概要

 携帯機器などに利用されているリチウムイオン電池(注5)は、希少資源であるリチウムやコバルトを使用することから、代替技術の開発が急務となっている。その中で、リチウムをナトリウムに置換したナトリウムイオン電池は、特に実現性が高いと考えられており、元素戦略という国家的エネルギー戦略の観点からも開発が強力に推進されている。

 実用可能な水準までナトリウムイオン電池を高機能化するためには、ナトリウムイオンを吸蔵・放出する化合物の対(プラス極とマイナス極、注2)を開発することが求められる。特に、長時間のエネルギー供給を可能とする電池には、プラス極とマイナス極における高密度な酸化・還元反応、すなわち、充電・放電が可能な新しい化合物の開発が期待されてきた。

 東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻の山田淳夫教授、大久保將史准教授らの研究グループは、層状の酸化物に多量に含まれる酸化物イオンが酸化・還元反応を示すことを発見した(図1)。従来、このような反応を起こそうとすると酸素が乖離したり、結晶の構造が変化したりして安定な酸化・還元反応は起こらないとされてきた。また、詳細な解析により、この酸化物イオンの酸化・還元反応の発生には、協同的な構造の歪みが鍵になっていることを明らかにした。発見された酸化物イオンの酸化・還元反応は非常に安定に繰り返すことが可能であり、遷移金属からのみ電子を取り出す従来型のプラス極に比べて 1.4 倍の電気量を蓄えることが可能な高性能プラス極として機能することも確認された。‘酸化物’という極めて多様な物質群の基本構成単位である酸化物イオンが酸化・還元反応を示し、ナトリウムイオン電池のプラス極として機能する、という本発見は、今後、電気自動車などに搭載可能な高エネルギー密度の電池開発に大きく貢献すると期待される。

 なお、本研究成果の一部は、日本学術振興会科学研究費補助金特別推進研究(No.15H05701)、および、文部科学省元素戦略プロジェクト<研究拠点形成型>「京都大学触媒・電池元素戦略研究拠点ユニット」(研究代表者:田中康裕 京都大学大学院工学研究科教授)による支援を受けて行われた。

続きはソースで

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引用元: 【電気化学】ナトリウムイオン電池のプラス極を開発 電池中の酸化物イオンで充電と放電 高エネルギー電池のブレークスルー

ナトリウムイオン電池のプラス極を開発 電池中の酸化物イオンで充電と放電 高エネルギー電池のブレークスルーの続きを読む

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1: 2015/12/08(火) 11:26:06.67 ID:CAP_USER*.net
◆世界初の汎用ナトリウムイオン二次電池が登場、リチウム電池の代替なるか

ノートPCやスマートフォン、電気自動車(EV)はひとえにリチウムイオン電池の登場によって実現したと言っても過言ではなく、今後も、バッテリー性能の向上はテクノロジーの進化にとって重要性を増していくと見られています。

そんな中、リチウムイオン電池を代替すると期待されている「ナトリウムイオン二次電池」の市販版プロトタイプが公開されました。

写真:http://i.gzn.jp/img/2015/12/08/first-na-ion-battery/a04.jpg

そのポスト・リチウムイオン電池として、リチウムと同じアルカリ金属であるナトリウムが注目されており、ナトリウムイオンを使って電荷を運ぶナトリウムイオン電池が有力視されています。

ナトリウムイオン電池は、リチウムイオン電池に比べて電圧が0.3V低いこと、元素としての質量が重いこと、エネルギー密度が低いことなどの欠点はあるものの、ナトリウムはリチウムに比べてクラーク数で1000倍以上大きく、世界中の至る場所で海水から無尽蔵に取り出せるという最大の利点から、実用化が期待されています。

そんな中、フランスの国立科学研究センター(CNRS)とRS2E networkの共同研究グループが、世界で初めてポータブルコンピューター用バッテリーの規格として最も普及している直径1.8センチメートル×長さ6.5センチメートルの円柱「18650」サイズに則したナトリウムイオン電池の開発に成功し、そのプロトタイプを公開しました。

写真:http://i.gzn.jp/img/2015/12/08/first-na-ion-battery/00-top.jpg

ナトリウムイオン電池の開発では電極材料に何を用いるのかが大きなキーファクターであるところ、公開された18650ナトリウムイオン電池の電極材料は企業秘密のため詳細については伏せられましたが重量エネルギー密度は90Wh/kgで充電可能回数は2000サイクル以上を実現しているとのこと。

続きはソースで

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GIGAZINE 2015年12月08日 09時00分00秒
http://gigazine.net/news/20151208-first-na-ion-battery/ 

引用元: 【技術】世界初の汎用ナトリウムイオン二次電池が登場、リチウム電池の代替なるか

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1: 2015/05/10(日) 22:20:18.37 ID:???.net
<ヨシ>塩水で育つ仕組み、塩害に強いイネの開発にも (毎日新聞) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20150510-00000044-mai-sctch

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 海水が混ざる河口などに生えるイネ科植物のヨシは、吸収した塩水中のナトリウムを根から排出する仕組みを持つため塩水でも育つとの研究成果を、日本原子力研究開発機構などのチームが 発表した。11日付の日本植物生理学会誌電子版に掲載される。塩害に強いイネの開発につながる可能性がある。

 ヨシは海水の30%程度の濃度の塩水でも育つが、米作向けのイネは塩水中のナトリウムによって光合成をしにくくなり、生育が悪くなる。

 チームは、微量の放射性ナトリウムを加えた塩水(海水の10%程度の濃度)でヨシとイネを水耕栽培し、植物内でのナトリウムの動きを観察した。その結果、イネは塩水に根をつけてから1~2時間でナトリウムが葉の先端まで達し、その後も根から葉に送られ続けた。しかし、ヨシは茎や葉にナトリウムが移行しないうえ、根から茎の付け根まで達した後、根に戻って外へ排出されていた。

 チームの樋口恭子・東京農業大教授らは、ナトリウムの排出にかかわる遺伝子の研究も進めており、「津波や台風で海水をかぶった水田でも育つイネの品種改良につなげたい」と話す。【大場あい】

引用元: 【植物生理学】イネ科植物のヨシ、吸収したナトリウムを根から排出するため塩水でも育つ 塩害に強いイネの開発にも

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1: 2015/04/05(日) 14:58:51.03 ID:???.net
掲載日:2015年4月4日
http://www.zaikei.co.jp/article/20150404/243830.html

 東京大学の山田淳夫教授・大久保將史准教授らによる研究グループは、チタンと炭素から構成されるシート状の化合物が多量のナトリウムイオンを吸蔵・放出することを発見した。

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 多くの電子機器に使用されているリチウムイオン電池は、希少元素であるリチウムやコバルトを使用しており、安定供給や大幅な低コスト化に課題がある。そのため、希少なリチウムを使用しないナトリウムイオン電池の開発が進められているが、マイナス極に使用する急速充電・長時間の電流供給・充放電の繰り返しに対する安定性などの条件を満たす化合物が見つかっていなかった。

 今回の研究では、東京大学と長崎大学が共同で合成したチタンと炭素から構成されるシート状の化合物をナトリウムイオン電池のマイナス極として応用したところ、多量のナトリウムイオンを吸蔵・放出する特性を持つことや、急速充電にも対応可能であること、長期間安定に作動することが分かった。

続きはソースで

 なお、この内容は「Nature Communications」に掲載された。

<画像>
ナトリウムイオン電池のマイナス極のイメージ。チタン(赤)と炭素(灰色)からなるシート状物質がナトリウムイオン(黄色)を吸蔵・放出する(東京大学の発表資料より)
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015040419405090big.jpg

<参照>
日経プレスリリース - 東大など、次世代電池のプロトタイプが完成
http://release.nikkei.co.jp/detail.cfm?relID=383503&lindID=5

Pseudocapacitance of MXene nanosheets for high-power sodium-ion hybrid capacitors
: Nature Communications : Nature Publishing Group
http://www.nature.com/ncomms/2015/150402/ncomms7544/full/ncomms7544.html

引用元: 【電気化学/エネルギー】東大、次世代電池「ナトリウムイオン電池」のプロトタイプを開発

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1: 白夜φ ★ 2014/03/13(木) 23:57:24.93 ID:???

魚が淡水中のわずかな栄養素を取り込む機構を解明

2014.02.24

要点
・淡水魚はえらを介して淡水中のわずかなナトリウムイオンを栄養素として取り込む
・ナトリウムイオン吸収はアンモニウムイオン排出と交換で行われ、今回、その交換輸送を担うタンパク質 (交換輸送体) を特定
・魚類の淡水適応機構の解明、ヒト腎臓のアンモニア排出機序理解の手がかりになる

------------------<引用ここまで>-----------------

▽記事引用元 東京工業大学 2014.02.24配信記事
http://www.titech.ac.jp/news/2014/025204.html

プレスリリース(詳細)
http://www.titech.ac.jp/news/pdf/n000175_ja.pdf



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1: レインメーカー(大阪府) 2014/02/11(火) 12:27:07.77 ID:LTu5+ewa0 BE:1092260674-PLT(18001) ポイント特典

もしも光を追い越すなら「絶対零度に近づけたナトリウム原子の雲の中を通すと1,800万分の1の速さになる」

物質のなかでもっとも高速な光。秒速7~8kmで周回する人工衛星も非常に高速だが、1秒で地球をおよそ7.5周できる光は別格の速さだ。

人間が光を追い越す方法はあるのか?特殊相対性理論では光速を超えることはできないというが、秒速17mの光も存在するから、光を遅くすれば何とかなりそうだ。

■光速は一定じゃない?

光は電磁波の総称で、人間の目に見える可視光線をはじめ、赤外線や紫外線のような見えない光も含まれる。これらは波を描きながら進み、波長と呼ばれる波の間隔によって区別されている。身近な光とおよその波長を挙げると、

・赤外線 … 780nm(ナノ・メートル) ~ 3,000nm

・可視光線 … 380nm ~ 780nm

・紫外線 … 20nm ~ 380nm

・X線 … 0.001nm ~ 20nm

となる。これらは名前も特徴もまったく異なっているものの、基本性質が同じため光の仲間として扱われるのだ。

光の速さは秒速およそ30万kmで、現在分かっているなかではもっとも高速な物質だ。名古屋大学を中心に結成されたプロジェクトOPERAは、素粒子・ニュートリノの速度を計測し光速を超えると発表したが、残念ながら誤りのようで、現在も最高速の座は光が守っている。

http://news.ameba.jp/20140211-150/
67e49357.jpg



光の先には常に暗闇がある ∴暗闇は光速よりも速く移動してる 誰か論破できる?の続きを読む

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