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電極

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1: 2016/03/02(水) 18:18:41.05 ID:CAP_USER.net
【プレスリリース】リチウムイオン電池からイオン制御可能な磁石の創出に成功 ―電気的にスイッチング可能な磁気デバイスの創出に貢献― - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/43991


〈概要〉

 国立大学法人東北大学【総長 里見進】金属材料研究所【所長 高梨弘毅】の谷口耕治准教授、宮坂等教授らは、リチウムイオン電池*1に金属錯体から成る分子性材料を電極として組み込むことで、人工的にイオン制御可能な磁石を創り出すことに成功しました。
リチウムイオン電池のイオン挿入機能を介して、電極材料中の金属錯体と連結した非磁性の分子に電子を導入し磁気モーメント*2を付与することで、物質全体に磁石としての性質を発現させました。
さらに電池の放電状態を制御することで、磁気相転移温度*3を変化させることにも成功しています。

 本研究の結果は、本来は磁石ではない物質を、イオン挿入という電気的な手法で人工的に磁石に変え得ることを示した初めての例であり、新しい機能性磁石の設計指針を与えるものです。
また今後、リチウムイオン電池の可逆的な充放電機能を利用することで、電気的にスイッチング可能な磁気デバイスの創出につながることが期待されます。

 本研究成果はドイツ化学会誌「Angewandte Chemie International Edition」に受理され、近日公開される予定です。

続きはソースで

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引用元: 【材料科学/物性科学】リチウムイオン電池からイオン制御可能な磁石の創出に成功 電気的にスイッチング可能な磁気デバイスの創出に貢献

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1: 2015/12/29(火) 22:18:45.56 ID:CAP_USER.net
パーキンソン病に頭皮からの電気刺激が有効か 一時的だが効果を確認
Medエッジ 2015年12月28日 9:00 AM
https://www.mededge.jp/a/psyc/20879

パーキンソン病に、頭皮からの電気刺激が有効であるかもしれない。

◇腕の動きが鈍くなる

米国ジョンズ・ホプキンス大学のレザ・シャメール氏らの研究グループが、神経分野の専門誌であるジャーナル・オブ・ニューロサイエンス誌において2015年9月に報告。
同大が紹介している。

パーキンソン病では、体の動きが鈍くなる問題が起こると良く知られている。
研究グループは、力の強さも弱まる傾向があると説明する。

脳の中でドーパミンと呼ばれるシグナルが不足して、症状が出てくると分かっている。

研究グループは、電気刺激がこうしたシグナルにどう影響するかに注目した。

対象としたのは、50歳から75歳で右利きの健康な15人、さらにパーキンソン病の15人。

パーキンソン病の人は、2年から20年、病気を患っている人で、震え、筋肉の硬直、バランスが取れないなどの症状をコントロールするための薬を飲んでいる人を対象にしている。

腕をテーブル上に固定して、設置されたハンドルを握ってもらう。10回繰り返してもらって測定する。

◇運動症状は平均25%改善

健康な人は、ハンドルを動かすときに両手に均等に力をかけられていた。
左右の差は30%を超えていなかった。

一方、パーキンソン病の人は、症状のない腕に2倍の力をかけられるものの、症状のある腕との差は70%を超えることもあった。

次に、25人に頭の外から電気刺激を加える処置をした。
頭皮に置いた電極から軽い刺激を与える。
神経細胞に電流を流すことになる。

ここからマイナスの電気刺激をすると効果が表れた。腕の力のばらつきがすくなくなった。
運動症状は平均25%改善。症状のある腕の硬直に改善が見られた。

(引用ここまで 全文は引用元参照)

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引用元: 【神経/医学】パーキンソン病に頭皮からの電気刺激が有効か 一時的だが効果を確認/米ジョンズ・ホプキンス大

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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: 2015/11/28(土) 09:18:53.08 ID:CAP_USER.net
産総研:変換効率11 %の熱電変換モジュールを開発
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/pr20151126/pr20151126.html


ポイント

•鉛テルライド(PbTe)熱電変換材料の焼結体にナノ構造を形成することで、性能の劇的な向上に成功
•ナノ構造を形成したPbTe焼結体を用いて熱電変換モジュールを開発して、11 %の変換効率を達成
• 一次エネルギーの60 %以上にものぼる未利用熱エネルギーの電力活用に大きく前進


概要

 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】(以下「産総研」という)省エネルギー研究部門【研究部門長 宗像 鉄雄】熱電変換グループ 太田 道広 主任研究員、山本 淳 研究グループ長、HU Xiaokai 元産総研特別研究員、独立行政法人 日本学術振興会 外国人客員研究員JOOD Priyankaは、鉛テルライド(PbTe)熱電変換材料の焼結体にマグネシウム・テルライド(MgTe)のナノ構造を形成することで高い熱電性能指数ZT = 1.8を実現し、さらにこの材料を用いて変換効率11 %を有する熱電変換モジュールの開発に成功した。

 これまで、熱電変換材料においてはZT = 1.0を超えることが、熱電変換モジュールにおいては7 %の変換効率を超えることが困難であった。今回の成果では、米国ノースウェスタン大学のKANATZIDIS Mercouri G. 教授(兼)米国 アルゴンヌ国立研究所 主任研究員と共に、ナノ構造の形成技術を用いて熱電変換材料の焼結体のZTを1.8(550 ℃)まで向上させることに成功した。さらに、このMgTeナノ構造を形成したPbTe焼結体と電気的・熱的に比較的良好に接合する電極材料を開発して、熱電変換モジュールにおいて11 %の変換効率(高温側600 ℃、低温側10 ℃)を実現した。この高効率熱電変換モジュールを用いることで、未利用熱エネルギーを電力へと変換して活用する道が開けると期待される。

 なお、この技術の詳細は、英国王立化学会の発行する学術論文誌Energy & Environmental Scienceに近く掲載される。

続きはソースで

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引用元: 【材料科学/エネルギー技術】変換効率11%の熱電変換モジュールを開発 未利用熱発電の実現に前進

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1: 2015/11/08(日) 23:03:59.83 ID:???.net
燃料電池コスト減へ 白金の代替触媒開発 九大チーム

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 燃料電池の電極に使われる白金(プラチナ)に代わる正極側の触媒の開発に、九州大の小江(おごう)誠司教授(生物無機化学)らの研究チームが成功した。負極側はすでに開発済みで、両極がそろったことで、より安価な燃料電池の開発が可能になる。10月28日付でドイツの学術雑誌に掲載された。

 燃料電池は、水素と酸素を電極で化学反応させて発電する。二酸化炭素を出さないため、クリーンなエネルギーとして自動車などへの普及をめざし、研究が進んでいる。化学反応をさせるのに必要なのが、正負の電極に使われる触媒だ。通常は白金が使われるが、価格が鉄の10万~100万倍と高価で、埋蔵量も限られるのが難点とされる。

 小江教授はこれまで、負極側の触媒の研究に取り組んできた。阿蘇山(熊本県)で発見した鉄を含む天然酵素は白金の1・8倍の発電力があり、代替触媒として使えることなどを明らかにしてきた。

http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20151108-00000049-asahi-soci
朝日新聞デジタル 11月8日(日)22時41分配信

引用元: 【技術】燃料電池コスト減へ 白金の代替触媒開発 九大チーム

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1: 2015/11/04(水) 07:48:13.62 ID:???.net
夢の「リチウム-空気電池」に向けて一歩前進 (ニュースイッチ) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20151103-00010002-newswitch-sctch

画像
http://amd.c.yimg.jp/im_sigg_.aQQKLnaX29Dhk8wbWlIw---x900-y499-q90/amd/20151103-00010002-newswitch-000-1-view.jpg
グラフェン正極での充放電の模式図(Tao Liu, Gabriella Bocchetti and Clare P. Grey)


英ケンブリッジ大などが安定性向上で数百回の充放電に成功

 重さやコストを現在の5分の1程度にできるうえ、電気自動車(EV)の走行距離をガソリン車並みに伸ばすことが可能になると言われるリチウム-空気バッテリー(リチウム-酸素バッテリー)。究極の二次電池の候補の一つともされるが、実用化に向けては課題も多い。そうした中、課題のいくつかを解決することで安定性や効率を向上させ、数百回繰り返し充電できる改良型リチウム-空気バッテリーのプロトタイプを、英ケンブリッジ大学などの研究チームが開発した。詳細は10月30日付の米サイエンス誌に掲載された。

 リチウム-空気バッテリーは、金属リチウムを負極の活物質に、空気中の酸素を正極の活物質として利用し、リチウムと酸素の化学反応で電気を作り出す。原料となる酸素は空気から取り込み、持ち運ぶ必要がないため、理論上、単位重量あたりの貯蔵エネルギーをガソリン程度にまで高くでき、現在のEVに使われているリチウムイオン電池の10倍ほどのエネルギーを蓄えられるという。

 その分、実用化も難しく、放電中に酸化リチウムが作られ、電解質が腐食したり、副生成物が電極を覆って機能を低下させしたり、といった問題が指摘されている。

 今回、ケンブリッジ大のチームが開発した手法は、リチウム-空気バッテリーの実用化に向け大きな一歩を示す成果で、その改良の一つが有機溶剤であるジメトキシエタンの電解質にヨウ化リチウムと水を加えたこと。これまでのバッテリーでは過酸化リチウムが生成して電極にこびりついてしまい、再充電を邪魔していた。

 それに対し、このバッテリーでは、リチウムイオンが正極で酸素と反応して水酸化リチウムの結晶ができるものの、水酸化リチウムはバッテリーの再充電が始まると素早く分解される(模式図参照)。

 さらに正極材料にも工夫を凝らしてある。従来のリチウム-空気バッテリーではさまざまな形状の多孔質カーボン(グラファイト)が使われることが多かったが、研究チームでは多孔質の還元型酸化グラフェンを正極に採用。原子1個分の厚みしかない炭素シートのグラフェンを酸化した後、炭素だけの状態に還元し、穴の多い多孔質にしたもので、こうすることで生成した結晶が正極に付着しにくくした。

 実際に試作したバッテリーで実験したところ、性能低下を見せながらも数百サイクルの充放電ができた。論文の筆頭著者であるケンブリッジ大化学部のクレア・グレイ教授は、現在のEVに使われているリチウムイオンバッテリーに比べ、1kg当たり少なくとも5倍のエネルギーを貯蔵できるとみている。

 ただし、商業化に向けてはまだ多くの課題が残されている。まずEVが必要とするレベルに対し、電流密度が20分の1から50分の1と十分ではない点。さらに、爆発やショートの原因となるリチウムの樹状突起が負極にできないようにする工夫や、今回の実験が純酸素の雰囲気で行われ、空気に含まれる二酸化炭素や窒素、水分などによる金属電極への影響を考慮していないことなどだ。

 そうしたことから、リチウム-空気バッテリーの効率性・安定性の向上に一定の道筋をつけた重要な研究成果ではあるが、実用的なリチウム-空気バッテリーの開発には、少なくともあと10年はかかるとみられている。

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引用元: 【技術】夢の「リチウム-空気電池」に向けて一歩前進 安定性向上で数百回の充放電に成功 英ケンブリッジ大など

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