東北大学技術：発電池用負極及び胃酸電池：T18-019

導電性ポリマーを用いて胃酸で発電する電池の 負極材料を提供する

近年、胃酸を電解質として利用する電池の開発が進められている。しかし、従来技術では、Znなどの負極材料の標準電極電位が、標準水素電 極電位より卑であるため、発電時に胃酸が電気分解して水素が発生してしまうという課題があった。また、その水素が負極表面に吸着し、発電電位や発電容量といった電池性能が短時間で低下し、安定した発電を継続しえないという課題も抱えていた。 本発明により、水素発生を抑制可能な負極材料...

メーカー・取り扱い企業： 株式会社東北テクノアーチ

東北大学技術：全固体型リチウム二次電池：T11-030

安価な有機活物質（正極）を使用し、メタルフリーで、サイクル特性改善に成…

リチウムイオン電池は軽量で大容量のためノートパソコンやデジカメに使われている。リチウムイオン電池のうち素材コストとして最も高価なものの一つが正極材料であると言われている。具体的には一般的な正極材料はLiCoO2が用いられており、高価であるだけにとどまらず、資源的に埋蔵量が少ないレアメタルであり安定供給懸念といった課題がある。よって、安価で資源的に安定供給できる新規電極材料開発が盛んに行われている。...

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【東北大学・山梨大学技術】SnS薄膜、無害な太陽電池

n型伝導性を有するSnS薄膜！無公害、高効率、薄く軽量な太陽光電池や光…

硫化スズ（SnS）は、人体・環境に配慮した安価な元素からなり、 且つ太陽電池で理論上セル変換効率25%という光学特性を示すことが 言われています。 しかし、太陽電池で高変換効率を実現する上で重要となる同一SnS材料 からなるホモp-n接合が、n型SnS薄膜が従来技術的課題（Sの成膜欠陥が発生） により成膜不可だったため実現できませんでした。 本技術は、従来実現不可だったn型Sn...

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【東北大学技術】マグネシウム蓄電池用正極材料

サイクル特性も向上、硫化物から硫黄ベース正極材料を実現

従来、実用的なマグネシウム電池の正極材料は、シェブレル構造を有する 材料が知られている程度でしたが、起電力が約1V程度と低く、高起電力を 発生させうる材料探索が進められていました。 本発明は、上記課題を解決する、硫化物からの電気化学的脱離による 硫黄ベース正極材料です。 本発明のコンセプトにより、“ポーラス状骨格+活物質”という複合材料を 作製可能にし、従来よりも高い作動電位を...

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東北大学技術：非水電解質畜電池用被覆正極活物質：T20-2758

副反応を抑制し、電池性能の劣化を防止する

リチウムイオン電池は、スマートフォンやモバイルバッテリー、ノートPC、自動車等の幅広い用途で生活の中にあふれている。このような中で、高性能化の要求は絶えずあり、より高い電圧作動もそのひとつである。従来、高電圧での動作には、電解液と正極活物資との副反応に起因する電池容量の低下およびサイクル維持率の低下が知られていた。本発明は、正極活物質を被覆層でコーティングすることで、従来の課題を克服している。被覆...

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東北大学技術：蓄電装置およびその電極用材料：T12-175

鉛電池並のエネルギー密度を、有機物質のみで達成！安全、安価、長寿命の蓄…

安価で、希少元素や毒性のある元素を用いない安全性の高い蓄電材料を目指して、正極と負極との両方にキノン系化合物の使用が検討されてきた。しかし、キノン系化合物等を活性炭などの多孔質体に担持させても、キノン系化合物等が多孔質体から溶出してしまうため、蓄電として短寿命となる（すなわちサイクル特性が悪い）課題があった。本発明は、サイクル特性の課題を解決したものであり、鉛電池並のエネルギー密度を、有機物質のみ...

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東北大学技術：新規Ptシリサイドナノ粒子：T17-068

市販のPt/C触媒より高い活性を持つ新規触媒

燃料電池電極触媒は、現行白金(Pt)を用いた材料やPtとその他の貴金属(Ni,Co,Pd等)の合金が用いられている。しかしながら現行の材料は高価という課題がある。一方で代替材料であるPtと安価な材料(カーボン等)の合金も活性効率の向上が必要という課題を有していた。本発明は資源量が豊富であるケイ素(Si)に注目し、ドライプロセスを経てPtとSiの合金ナノ粒子を作製することで前記課題を解決するものであ...

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東北大学技術：高結晶性炭素の製造方法：T20-1564

持続可能な資源を原料として、高結晶性炭素を製造することが可能

従来、リチウムイオン二次電池の負極材料や燃料電池の正極の触媒材料として、結晶子サイズが比較的大きく平均面間隔が比較的小さい結晶性の炭素材料が使用されている。これらの高結晶性の炭素材料は、原料として過共晶溶融銑鉄・天然黒鉛・キッシュグラファイトなどが使用されている。しかし、これらの原料は枯渇性資源であり、将来的に枯渇する可能性があるという課題があった。本発明によって、持続可能な資源を原料として利用し...

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東北大学技術：軽くて透明な光電変換デバイス：T21-278

遷移金属ダイカルコゲナイドを用いた太陽電池セル

環境調和型の太陽電池として、軽く、透明でフレキシブルな太陽電池が求められている。しかしながらこの3点を同時に満たす技術は、未だ報告されていない。一方で上記を満たす候補として、遷移金属ダイカルコゲナイド(Transition Metal Dichalcogenide:TMD)のような半導体材料を用いた透明太陽電池が挙げられるが、TMDを用いた透明太陽電池は、ある一定の面積で発電量が飽和してしまい、大...

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東北大学技術：水熱反応によるレアメタル回収技術：T18-116

環境負荷の低減・装置の腐食回避・反応時間の短縮などの効果が期待

リチウムイオン電池の正極材料に含まれるレアメタルを抽出するために、正極材料に含まれる有価金属をイオンとして浸出させる浸出工程と水溶液中の複数の金属を別々に回収する金属分離工程から構成される湿式精練法が主に用いられているが、酸浸出工程において高濃度の無機酸および金属溶出を促進させるための過酸化水素の使用が必要であり、装置の腐食や環境に与える負荷が大きいという課題があった。本発明は、過酸化水素ではなく...

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東北大学技術：導電材並びにその電極および蓄電装置：T19-065

大きい比表面積と高い導電性をバランス良く兼ね備えることが可能

近年、環境に対する負荷や安全性などの観点から、有機材料を用いた二次電池の開発が進められている。このようなデバイスでは、電極材料として大きい比表面積や高い導電性を有する活性炭やハードカーボンなどが使用されている。しかし、活性炭は非常に大きい比表面積を有しているものの、導電率が小さいという課題があった。さらに、石油コークスを原料として製造されているため、環境負荷が大きい。また、ハードカーボンは導電率に...

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東北大学技術：蓄熱材料および熱エネルギー利用方法：T21-164

エネルギー密度、反応速度、可逆性に優れる

大きな変化を伴うため、特に低温度領域では反応速 度の遅さや反応の不可逆性が課題であった。 本発明によって、低品位廃熱の低温度領域においても蓄熱量が高い蓄熱材料を提供することが可能になった。従来より電池材料と して利用されてきた二酸化マンガンの層状構造に着目し、研究を進めた結果、十分な速度で吸熱⇔放熱が起こり、繰り返し使用できる ことを明らかにした。...

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東北大学技術：アモルファスシリコン粉体：T18-503

アモルファスシリコンを液体急冷法で作製可能!負極材等への応用へ

シリコン(Si)は、黒鉛の10倍以上の重量容量密度を持っているため、リチウムイオン電池の負極材や次世代電池電極材料として注目されている。しかし、充電時に4倍程度の体積膨張を引き起こすため電極が破壊されてしてしまい、優れたサイクル性能が得られないといった問題が存在しており、負極材としての実用化の障害となっている。また、全固体電池では、薄膜アモルファスシリコンが負極材として用いられ、優れたサイクル特性...

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東北大学技術：高プロトン伝導性電解質膜：T15-028

白金以外の安価な触媒も利用可能。PEFCの低コスト化に貢献。

家庭用や自動車用の電源として利用されている固体高分子型燃料電池（PEFC）のプロトン交換膜は、Nafion(R)のようなパーフルオロカーボン材料が広く用いられているが、酸性度が極めて高い故に白金触媒以外の触媒を利用することが難しい。本発明は、Nafion(R)と遜色ないイオン伝導性を示し、白金触媒より安価な触媒を利用できる酸性度が大幅に低いイオン交換膜とその安価な製造方法に関し、本発明によりPEF...

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東北大学技術：電極を印刷したゼリー：T12-168

細胞や組織に張り付いて一緒に動きながら電気刺激を付与できる柔らかくて安…

導電性高分子は、柔軟な電子材料として応用性が高く、高容量電池、スーパーキャパシタ、フレキシブル回路、有機半導体素子などへの実用化が一部実現している。しかし、これらは導電性高分子を剛直な基板へパターニングしたものが多い。 そこで本発明は、ウェットで柔軟なゲルに導電性高分子や金属をパターニングした電極を提供する。...詳細は、お問合せ又はPDFをご覧ください。...

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【東北大学技術】マグネシウム蓄電池用正極材料

東北大学技術紹介！従来の2倍以上の高電位特性を実現したマグネシウム蓄電…

従来、実用的なマグネシウム電池の正極材料は、シェブレル構造を有する 材料が知られている程度でしたが、起電力が約1V程度と低く、高起電力を 発生させうる材料探索が進められていました。 本発明は、上記課題を解決する、スピネル構造をベースとする材料です。 カチオンサイトに欠陥を含む欠陥スピネル型酸化物を採用することで、 マグネシウムの挿入・脱離に伴う結晶構造の変化を抑制することに 成...

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