ポイント
- 電池電解液中に存在するイオンの「硬さ・柔らかさ」が、電池反応の起こりやすさを大きく変化させることを発見。
- この原理を利用することで、電池の副反応を大幅に抑える新しい電解液設計指針を確立。
- 水系亜鉛二次電池を用いた実証実験において99.9パーセントを超える世界最高水準の効率を達成。
東京大学 大学院工学系研究科の山田 淳夫 教授、ZHANG Qiu（ジャン・シュウ） 東京大学 特別研究員（研究当時）、KO Seongjae（コ・ソンジェ） 講師、坂田 大成 大学院生（研究当時）、西村 真一 特任研究員、竹中 規雄 特任講師、北田 敦 准教授、米メリーランド大学のWANG Chunsheng（ワン・チュンシェン） 教授らの研究グループは、電解液中に存在するイオンの「硬さ・柔らかさ」が、電池反応の起こりやすさを大きく変化させる機構を発見しました。金属二次電池の電解液は、エネルギーの貯蔵・放出を担う金属イオンに加え、正に帯電した陽イオンおよび負に帯電した陰イオンから構成されます。これらのイオンは相互作用し、電池性能に大きく影響するものの、その仕組みは十分に理解されていませんでした。
本研究では、金属イオンの周囲に、電荷が1カ所に集まりやすい陽イオン（硬い陽イオン）と電荷が広く分散している陰イオン（柔らかい陰イオン）が同時に存在する環境を設計することで、副反応を高度に抑制しつつ電池効率を飛躍的に向上できることを明らかにしました。
本研究成果は、2026年5月26日（英国夏時間）付で、「Nature Chemistry」に掲載されました。
本研究は、JST 戦略的創造研究推進事業 CREST「水を基軸とする未踏蓄電機能材料の開拓」（課題番号：JPMJCR21O6）、先端国際共同研究推進事業（ASPIRE）「分散型国際ネットワークが実現する基盤蓄電技術革新とネットゼロ社会」（課題番号：JPMJAP2313）、および創発的研究支援事業（課題番号：JPMJFR223L）の支援により実施されました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 PDF（547KB）
＜論文タイトル＞
- “Metal electrode potential diverges with ion additions”
- DOI：10.1038/s41557-026-02150-5
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