東京大学工学系研究科の山田淳夫教授、西村真一特任研究員らの研究グループは、電池の充電を速くする中間状態を解明したと発表した。
スマートフォンや電気自動車が浸透する中、短時間で電池を充電するニーズが高まっている。電気を貯める物質で、充電状態でも放電状態でもない「中間状態」が存在し、これが反応中に現れることによって充電を早く行うことができるとの学説が発表されている。しかし、中間状態の存在や、存在したとしてもどのような場合に現れるのかなどが明らかになっていなかった。
研究チームでは、中間状態を完全に単離する合成手法を開発し、その存在を示した上で、様々な性質について詳細に調査した。この結果、電子の並びが縞状に規則正しく模様を描き、これを邪魔しないようにイオンが自発的にその位置を柔軟に変えていることを発見した。
この状況下では、通常観測される充電状態や放電状態よりも電子やイオンがはるかに高速に移動することができるため、充電時間を短くすることにつながると見られる。
今後、中間状態の現れやすい材料の開発や充電条件を明らかにすることで、電池の充電時間を格段に短縮できる可能性がある。
今回の研究成果は、ドイツの化学雑誌「Angewandte Chemie International Edition」のオンライン版に掲載された。
