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教員詳細

中村 龍哉 [なかむら たつや]
教授|理学博士
メールアドレス tatsuya@eng.u-hyogo.ac.jp
中村 龍哉

研究テーマ:リチウムイオン電池正極材料の構造、磁性、電気化学特性

 リチウムイオン二次電池は、蓄えられる電気エネルギ-、取り出せる電流が、他の電池と比べて桁違い大きな優れた電池である。この研究を始めた当初はあまり注目されるものではありませんでしたが、携帯電話・パソコンなどのモバイル機器の普及とともに小型・軽量の電源として注目され、さらに最近(東日本大震災以降)は、家庭据え置きの定置用電源、あるいは電気自動車(EV,HEV,PHEV)の電源として多くの期待を集めるデバイスになっています。この電池の性能は、その電極に何を使うかによって大きく支配され、特に正極がこの電池の容量・電圧・出力などを決めるといっても過言ではありません。この正極材料は、リチウムイオンを含んだ遷移金属化合物であり、その結晶構造と遷移金属イオンの電子状態が重要です。特に遷移金属イオンの電子状態については、この物質の低温での磁性などの手法を使って研究しています。リチウムイオン電池という言葉からリチウムイオンが主役のように聞こえますが、実はそのリチウムイオンを操っている影の主役はこの遷移金属イオンなのです。また、定置用電源、電気自動車に使うとなると電池が大型となり、これまで以上に電池が安全であることが重要になります。そこで、最近では、究極の安全性を備えた全固体電池(電解液をまったく使わない電池)の研究を国内の多くの研究者と協力して行っています。まだまだ、解決しないといけない問題が山のようにありますが、これらの問題点を克服することが、地球規模で深刻になっているエネルギ-問題を解消する技術になると考えています。

  • Liイオン電池の模式図:リチウムイオンが電解液中を通って、正極・負極を出入りすることで作動

    Liイオン電池の模式図:リチウムイオンが電解液中を通って、正極・負極を出入りすることで作動

  • 高電圧正極用の燐酸化合物の結晶構造:Liイオン(緑色)がトンネル状に並んでいる

    高電圧正極用の燐酸化合物の結晶構造:Liイオン(緑色)がトンネル状に並んでいる