研究課題名

電極相界面極限利用を実現する高効率フロー電池

プロフィール

1999年 大阪大学大学院工学研究科機械工学専攻 博士課程修了、博士（工学）。1998年より約1年間、英国インペリアル大学機械工学科に客員研究員として滞在。2000年より東京工業大学炭素循環エネルギー研究センター 助手、2007年より同センター准教授、2010年より同大学大学院理工学研究科機械制御システム専攻准 教授、2014年より大阪大学大学院工学研究科 教授、現在に至る。
専門分野：エネルギー熱流体工学
趣味：読書、音楽鑑賞、ジョギング

• ※プロフィールは、終了時点のものです。

研究内容紹介

太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーを積極的に導入し、昼間と夜間の電力需給のバランスをコントロールするためには、電力エネルギーをいかにして貯蔵するのか、ということが重要な課題となります。本研究では、大量の電力エネルギーを貯蔵するデバイスとして、フロー電池に着目しました。フロー電池は、従来の二次電池とは異なり、蓄電量を電解液容量により変更できるため、小型から大型まで対応可能な自由度の高い電力貯蔵システムを構築することが可能です。さらに、エネルギー貯蔵媒体として用いる活物質のリサイクル性が高く、メンテナンス性にも優れるため、電力の負荷平準化による温室効果ガスの排出削減に加えて、自然エネルギーの大規模電力貯蔵など、我が国の電力の安定供給につながる蓄電デバイスとなります。
　本研究課題では、フロー電池によるエネルギー高効率利用を実現するために、ファブリケーション技術、熱流体技術、電池技術を融合して、電極相界面の極限的利用を実現する高効率フロー電池を創成します。新たに、電極相界面に活物質を電解液とともに供給する「フロースルー構造」と「櫛刃構造マイクロ流路」を提案します。これにより、電極相界面への活物質の供給を著しく促進することが可能であり、濃度拡散への依存を低減できるため、従来、十分に活用されてこなかった電極相界面について極限までの利用を実現し、充放電効率の向上（過電圧の低減）と高出力化を達成します。さらに、この新たに提案するセル構造の利点を基にシステムを再考すると、厚い電極の使用も可能となりますので、反応表面積の増加にも繋がり、更なる電気化学反応の促進が期待できるようになります。本研究課題で取り組むフロー電池の高性能化のためには、電極ならびにセル構造と流体の制御による反応の促進が鍵となるため、電極材料の構造解析や数値シミュレーションなども駆使しながら、電極相界面の極限的利用を実現する高効率フロー電池を創成します。