冈山大学
星和电机株式会社

◆发表要点

• 以比表面积、平均孔径、总孔容积不同的多孔碳（PC: Porous Carbon）为正极的铝离子电池，通过控制平均孔径，有可能提高放电容量。
• 为了实现高放电容量，与以往重视比表面积的设计不同，提出了在维持最佳孔径的同时增加比表面积的新设计视角。

　冈山大学研究生院环境生命自然科学研究科（工）陈逸枫研究生，学术研究院环境生命自然科学学域铃木弘朗研究副教授，西川亘助教，林靖彦教授等，与星和电机株式会社的梅泽成之博士（研究生院自然科学研究科博士后期课程结业）共同，成功鉴定了通过多孔质碳的平均孔径控制和铝离子的吸脱附反应，能稳定地充放电高容量的铝离子电池AIB:Aluminum Ion Battery）所需的正极PC材料的孔隙物性。
　本研究成果于2025年2月12日刊登（First published）在英国皇家化学会（Royal Society of Chemistry）学术杂志《Journal of Materials Chemistry A》上。
　 锂离子电池（LIB:Lithium Ion Battery）被广泛利用，但由于存在资源问题、环境问题、安全性等问题，取代LIB的下一代电池技术的开发竞争正在升温。本研究小组，因为资源丰富，低成本，安全性高，高速充电可能高的理论容量被期待，实施着金属负极使用铝的电池（AIB）研究开发。作为AIB正极材料的候补，满足其资源丰富，满足低制造成本这两个条件的多孔碳PC的利用被密切关注，但另一方面使用PC的AIB具有放电容量低的课题。因此，明确了由于作为正极使用具有不同的细孔物性（比表面积·平均细孔直径·全细孔容积）的PC，平均细孔直径对放电容量有很大的影响。通过选择具有最佳平均孔径和大比表面积的PC，可以增加AIB的放电容量。本研究成果，面向高容量的AIB实现，提供了吸取与以前的比表面积重视的设计不同的新视角电极设计见解。

◆研究者からひとこと

本研究，以成为多孔质碳正极的设计指针的成果，为下一代高容量铝离子电池的实现做出贡献。今后为了实现可持续发展的能源社会，将推进安全、安心的蓄电设备研究。（陈） 　一方面加速开发二价金属离子电池，同时三价金属离子电池的研究还面临着很大的障碍。这次，克服了许多困难的创新成果，是从学生的想法和挑战中产生的。今后，以实现使用水系及固体电解质的铝离子电池（AIB）为目标，构筑引领以国际共同开发为视野的后锂离子电池研究的研究开发据点。（林）

陈逸枫 研究生

林靖彦 教授

■论文信息
论文名：Enhanced capacity of aluminum-ion batteries by adjusting the average pore size of the porous carbon cathode
刊登： Journal of Materials Chemistry A
作者： Yifeng Chen^*, Hiroo Suzuki, Shu Fukumoto, Chiyu Nakano, Takeshi Nishikawa, Shigeyuki Umezawa, and Yasuhiko Hayashi^*
D O I： 10.1039/D4TA08671F
U R L： https://doi.org/10.1039/D4TA08671F

■研究资金
　第一作者陈逸枫在JST SPRING（JPMJSP2126）的支持下进行了本研究。

＜详细研究内容＞
下一代铝离子电池革命！阐明实现安全、低成本、高容量的正极碳材料


＜咨询窗口＞
冈山大学学术研究院 环境生命自然科学学域
教授　林　靖彦
（TEL）086-251-8230
（FAX）086-251-8230（林）