グループリーダー 魚崎 浩平
研究員 増田 卓也
燃料電池の実用化を図る上で不可欠な酸素還元、有機物酸化などの多電子、多段階反応のための電極触媒のボトムアップ創製法を開発するとともに、触媒活性発現機構を明らかにします。
反応の各過程の高速化に対応した原子を含む多核金属錯体を固体表面に配列後、熱、電気化学的に分解し、原子レベルで混合された多元系触媒および化学合成法によるカーボンアロイ触媒の創製法を確立します。また、単結晶電極を用いてのその場実時間表面X線錯乱測定、およびナノ粒子触媒系でのその場実時間X線吸収微細構造、X線光電子分光測定に基づいて機構を解明します。
※2011.07.26 「ＮＩＭＳ研究成果 2010年度版」 主要研究成果に選定されました。
※2011.02.17 増田卓也 NIMS特別研究員が第20回MRS学術シンポジウムで奨励賞受賞
※2010.10.05 福満仁志NIMSジュニア研究員が日本化学会第90春季年会で学生講演賞受賞
グループリーダー 森 利之
その場観察と計算科学手法を活用して、電極、固体電解質、触媒の開発を行います。非白金カソード開発、アノード内白金の最小化、電解質内界面イオン拡散現象の高速化、高被毒耐性を持つ高性能触媒の開発を行います。
オープンラボを活用した産学との共同研究を通して、電極、電解質、触媒の研究開発を行います。電極研究では、Pt-CeOx/Cカソードやアノードを利用して、これらの界面を利用して現れる酸素還元活性、CO被毒耐性発現機構を解析し、非白金カソード、低白金アノードの開発を行います。固体電解質研究では、高速イオン電導経路の設計と、その電解質を用いた高性能燃料電池デバイスの作成を行います。また触媒研究では、BaTiO3やセリアを用いて、被毒耐性に優れ、耐久性の高い触媒の開発を行います。
※2012.01.26 呉松烈（Oh Song-Yul）さん（GREENオープンラボ研究員、豊橋技科大松田研究室 博士研究員）が第21回日本MRS学術シンポジウムにおいて奨励賞受賞
※2011.11.09 [プレスリリース] 酸化物型燃料電池の長期安定性低下の原因を初めて解明 →更新情報
※2011.07.26 「ＮＩＭＳ研究成果 2010年度版」 主要研究成果に選定されました。
※2010.11.05 Zhipeng Li NIMSポスドク研究員が、12th Asian Conference on Solid State Ionics国際会議でBest Poster Award
※2010.10.5 府金慶介NIMSジュニア研究員が日本セラミックス協会第26回関東支部研究発表会で学生講演奨励賞受賞
グループリーダー 大西 剛
高エネルギー密度化と大型化が求められているリチウムイオン電池の安全性の問題を抜本的に解決すべく、電解質に不燃性のセラミックを用いた電池の全固体化と性能向上（高出力）を目指しています。
電極・固体電解質等のイオン伝導体同士が接合した界面におけるイオン伝導を定量的に把握するために、一次元系として取り扱える単純な幾何学形状のモデル界面を作製します。各電池材料を単に薄膜化するだけではなく、高品位にエピタキシャル成長させることで一枚板の単結晶薄膜を作製し、その積層により得られる理想界面でのイオン伝導を評価・解析、材料探索・構造最適化へフィードバックすることで性能向上を目指します。
グループリーダー 久保 佳実
リチウム空気二次電池（LAB）は現行LIBよりエネルギー密度が１桁大きく、構造が単純で材料も安価であることから、将来電池の最有力候補の一つです。本研究では、基本的な電気化学反応を解明するとともに、電極材料、電解質、セル構造等を含めた基盤技術を確立し、EV応用等に向けた基本性能の実証を目指しています。
カソードにおける酸素2電子還元反応の安定化が重要であるとの観点から、カソード生成物 Li2O2 の固体化学的理解（構造、欠陥、熱力学、イオン／電子伝導等）を深めるとともに、電気化学反応に及ぼす電極触媒、電解質等の影響を解明します。高効率電極としてグラフェンアロイ系を検討します。また最適なセル構造を設計し、基本性能（エネルギー密度、パワー密度、サイクル特性）を実証します。
グループリーダー 伊藤 仁彦
リチウム空気二次電池（LAB）における電極性能を「薄膜」技術を利用して追求します。正極用の炭素系材料や二次電池化に必要な触媒を実現するとともに、Li金属負極の安全性の問題解決にもチャレンジします。
薄膜や表面処理技術を活用すれば電極表面状態を制御しやすくなり、電極の高性能化と同時に、複雑な電極上での反応機構にアプローチしやすくなります。反応機構の情報を電極設計指針に反映させ、『薄くて軽くて長持ちする上、安全な』 二次電池の実現を目指します。
グループリーダー 金村 聖志
その場分光測定が可能な単粒子電気化学計測システムを構築し、どのような材料をどのように設計すれば目的とする電池性能を達成できるかを、具体的に明らかにすることを目指しています。
その場赤外分光測定やラマン分光測定などの分光測定が複合化された単粒子電気化学計測システムを構築します。また、従来の電解液系だけでなく固体電解質系へも適用可能な計測システムとし、特に、高容量正極材料に着目して電池の寿命や性能を決定している要因を解明し、理論的な電池設計を行います。
グループリーダー 宇恵 誠
電池の安全性を損なうことなく、リチウムイオン電池よりエネルギー密度の高いリチウム電池系の開発を目指して固体電解質と液体電解質を併用したマルチ電解質系電池の構築を追及します。
現在、実用化されているリチウムイオン電池は、非水系電解質（有機電解液）を熱力学的に不安定な電位領域で使用せざるを得ないため、電極と電解質との界面には固体電解質層（SEI; Solid Electrolyte Interphase）がin-situで形成されており、それが電池の弱点ともなっています。そこで、リチウムイオン伝導率が有機電解液に肉薄するようになった無機系固体電解質やイオン液体系電解質を有効に利用し、安全性でかつエネルギー密度の高いマルチ電解質系電池の構築を試みます。
