|
Affiliation Department |
Department of Life Science and Applied Chemistry
|
TANIBATA Naoto
|
|
|
Research Areas
-
Nanotechnology/Materials / Inorganic compounds and inorganic materials chemistry
-
Nanotechnology/Materials / Inorganic materials and properties
From School
-
大阪府立大学 大学院工学研究科 博士後期課程 物質・化学系専攻 応用化学分野 Graduated
2014.04 - 2017.03
-
大阪府立大学 大学院工学研究科 博士前期課程 物質・化学系専攻 応用化学分野 Graduated
2012.04 - 2014.03
-
Osaka Prefecture University Faculty of Engineering Department of Applied Chemistry Graduated
2008.04 - 2012.03
-
和歌山県立桐蔭高等学校 Graduated
2005.04 - 2008.03
External Career
-
Nagoya Institute of Technology Assistant Professor
2017.04
-
京都大学 触媒・電池元素戦略ユニット 拠点助教（兼任）
2017.04
Professional Memberships
-
固体イオニクス学会
2021
-
電気化学会
-
日本セラミックス協会
-
日本化学会電気化学ディビジョン科学電池材料研究会
-
日本セラミックス協会
Papers
-
Applying the HSAB design principle to the 3.5 V-class all-solid-state Li-ion batteries with a chloride electrolyte Reviewed
Naoto Tanibata, Shuta Takimoto, Shin Aizu, Hayami Takeda, Masanobu Nakayama
Journal of Materials Chemistry A 10 ( 39 ) 20756 - 20760 2022.09
Authorship：Lead author, Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：ROYAL SOC CHEMISTRY
All-solid-state Li-ion batteries are expected to be the next generation of batteries with a high energy density and safety. However, for Li-ion batteries to endure high-voltage operations, the decomposition of solid electrolytes must be suppressed first. A high potential at the cathode tends to promote battery degradation because of the oxidation of the cathode electrolyte. This study aims to achieve the high-potential operation of all-solid-state batteries using LiAlCl4 as a chloride electrolyte with a high oxidation resistance. However, batteries with commonly used oxide electrodes (e.g., LiFePO4) exhibit low capacity (∼0.5 mA h g−1), despite having working potentials less than the oxidation potential of LiAlCl4. First-principles calculations and 27Al MAS-NMR measurements suggest that acid–base reactions based on the hard and soft acid–base (HSAB) rule occur between the electrode and the electrolyte. In contrast, a high voltage of ∼3.65 V (vs. Li+/Li) and high-capacity utilisation (reversible capacity ∼100 mA h g−1) are observed at room temperature by combining the same chloride electrode (Li2FeCl4) without side reactions between these chlorides. These results indicate that material design based on the HSAB rule is also instructive when considering electrode/electrolyte material combinations, which realizes a 3.5 V-class all-solid-state Li-ion battery.
DOI： 10.1039/D2TA05152D
-
Metastable Chloride Solid Electrolyte with High Formability for Rechargeable All-Solid-State Lithium Metal Batteries Reviewed
Naoto Tanibata, Shuta Takimoto, Koki Nakano, Hayami Takeda, Masanobu Nakayama, Hirofumi Sumi
ACS Materials Letters 2 ( 8 ) 880 - 886 2020.08
Authorship：Lead author, Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：American Chemical Society ({ACS})
Dense solid electrolytes in all-solid-state Li batteries are expected to suppress Li dendrite phenomena that prevent the application of high-energy-density Li metal electrodes. However, voids and cracks in sintered electrolytes still permit short-circuiting due to Li dendrites. This study aimed to investigate solid electrolytes with high formability in which green compacts can prevent Li dendrites. Li+ ion migration energies, bulk moduli, and energies above the hull were comprehensively investigated using first-principles and classical force field calculations as the indicators for ionic conductivity, formability, and thermodynamic stability. The 231 compounds containing Li and Cl listed in the Materials Project database were studied due to their high polarizability and weak Coulombic interaction with Li+ ions. Among them, monoclinic LiAlCl4 (LAC, S.G.: P121/c1) was focused on, owing to its low values of all three indicators. A mechanochemical synthesis was attempted to prepare the metastable phase, where Li ions occupy the interstitial sites, not just the original sites, because the computation for the migration energy suggested conductive pathways between the original Li sites. XRD and 7Li-MAS NMR measurements indicated that the mechanochemically synthesized LAC possessed a monoclinic host structure, while 2.5% Li occupied interstitial tetrahedral sites. Impedance measurements showed that the LAC green compacts exhibited an ionic conductivity of 2.1 × 10–5 S cm–1, 20 times higher than the conventional solid-state synthesized LAC at room temperature. The conductivity was more than one order of magnitude higher than that of garnet-type Li6.6La3Zr1.6Ta0.4O12 (LLZT), which has been attractive for the application of the sintered body for Li metal electrodes. The SEM observations and distribution of relaxation times analysis indicated that dense LAC green compacts with large necking between the particles contributed minimal grain-boundary resistance (7.5%) to the total resistance, while the LLZT green compacts contributed almost completely (99%). Li metal symmetric cells using the LAC pellet showed good cycle performance without short-circuiting and an overvoltage increase for 70 cycles at a current density of 0.1 mA cm–2, while short circuiting occurred at the 1st cycle in the LLZT cells.
File： Manuscript file.pdf
-
Nanotube-structured Na2V3O7 as a Cathode Material for Sodium-Ion Batteries with High-rate and Stable Cycle Performances Reviewed International journal
Naoto Tanibata, Yuki Kondo, Shohei Yamada, Masaki Maeda, Hayami Takeda, Masanobu Nakayama, Toru Asaka, Ayuko Kitajou, Shigeto Okada
Scientific Reports 8 ( 1 ) 17199 - 17199 2018.11
Authorship：Lead author, Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Springer Nature
© 2018, The Author(s). Sodium ion batteries meet the demand for large-scale energy storage, such as in electric vehicles, due to the material abundance of sodium. In this report, nanotube-type Na2V3O7 is proposed as a cathode material because of its fast sodium diffusivity, an important requirement for sodium ion batteries, through the investigation of ~4300 candidates via a high-throughput computation. High-rate performance was confirmed, showing ~65% capacity retention at a current density of 10C at room temperature, despite the large particle size of >5 μm. A good cycle performance of ca. 94% in capacity retention after 50 cycles was obtained owing to a small volumetric change of <0.4%.
File： s41598-018-35608-9.pdf
-
Chloride electrode composed of ubiquitous elements for high-energy-density all-solid-state sodium-ion batteries Reviewed
Naoto Tanibata, Naoki Nonaka, Keisuke Makino, Hayami Takeda, Masanobu Nakayama
Scientific Reports 14 ( 1 ) 2703 2024.02
Authorship：Lead author, Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Springer Science and Business Media LLC
Abstract
Inexpensive and safe energy-storage batteries with high energy densities are in high demand (e.g., for electric vehicles and grid-level renewable energy storage). This study focused on using NaFeCl<sub>4</sub>, comprising ubiquitous elements, as an electrode material for all-solid-state sodium-ion batteries. Monoclinic NaFeCl<sub>4</sub>, expected to be the most resource-attractive Fe redox material, is also thermodynamically stable. The Fe<sup>2+/3+</sup> redox reaction of the monoclinic NaFeCl<sub>4</sub> electrode has a higher potential (3.45 V vs. Na/Na<sup>+</sup>) than conventional oxide electrodes (e.g., Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> with 1.5 V vs. Na/Na<sup>+</sup>) because of the noble properties of chlorine. Additionally, NaFeCl<sub>4</sub> exhibits unusually high deformability (99% of the relative density of the pellet) upon uniaxial pressing (382 MPa) at 298 K. NaFeCl<sub>4</sub> operates at 333 K in an electrode system containing no electrolyte, thereby realizing next-generation all-solid-state batteries with high safety. A high energy density per positive electrode of 281 Wh kg<sup>−1</sup> was achieved using only a simple powder press.DOI： 10.1038/s41598-024-53154-5
Other Link： https://www.nature.com/articles/s41598-024-53154-5
-
Fast Na-diffusive tin alloy for all-solid-state Na-based batteries Reviewed
Naoto Tanibata, Koki Matsunoshita, Hirokazu Takeuchi, Suzuno Akatsuka, Misato Koga, Hayami Takeda, Masanobu Nakayama
Journal of Materials Chemistry A 11 ( 47 ) 25859 - 25864 2023.12
Authorship：Lead author, Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Royal Society of Chemistry (RSC)
A metastable-phase Na–Sn binary alloy exhibiting exceptionally high Na diffusivity at room temperature (D<sub>25</sub> = 5.4 × 10<sup>−7</sup> cm<sup>2</sup> s<sup>−1</sup>) was applied to a next-generation all-solid-state sodium battery, achieving ultralow energy loss properties.
DOI： 10.1039/d3ta02787b
-
Materials Informatics for Thermistor Properties of Mn–Co–Ni Oxides Reviewed
Shogo Hashimura, Yudai Yamaguchi, Hayami Takeda, Naoto Tanibata, Masanobu Nakayama, Naohiro Niizeki, Takayuki Nakaya
The Journal of Physical Chemistry C 2023.11
Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：American Chemical Society (ACS)
-
Drawing a materials map with an autoencoder for lithium ionic conductors Reviewed
Yudai Yamaguchi, Taruto Atsumi, Kenta Kanamori, Naoto Tanibata, Hayami Takeda, Masanobu Nakayama, Masayuki Karasuyama, Ichiro Takeuchi
Scientific Reports 13 ( 1 ) 2023.10
Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Springer Science and Business Media LLC
Abstract
Efforts to optimize known materials and enhance their performance are ongoing, driven by the advancements resulting from the discovery of novel functional materials. Traditionally, the search for and optimization of functional materials has relied on the experience and intuition of specialized researchers. However, materials informatics (MI), which integrates materials data and machine learning, has frequently been used to realize systematic and efficient materials exploration without depending on manual tasks. Nonetheless, the discovery of new materials using MI remains challenging. In this study, we propose a method for the discovery of materials outside the scope of existing databases by combining MI with the experience and intuition of researchers. Specifically, we designed a two-dimensional map that plots known materials data based on their composition and structure, facilitating researchers’ intuitive search for new materials. The materials map was implemented using an autoencoder-based neural network. We focused on the conductivity of 708 lithium oxide materials and considered the correlation with migration energy (ME), an index of lithium-ion conductivity. The distribution of existing data reflected in the materials map can contribute to the development of new lithium-ion conductive materials by enhancing the experience and intuition of material researchers.DOI： 10.1038/s41598-023-43921-1
Other Link： https://www.nature.com/articles/s41598-023-43921-1
-
Characterization of a Novel Chloride Li-ion Conductor Li<sub>2</sub>LuCl<sub>5</sub> Reviewed
Shin AIZU, Naoto TANIBATA, Hayami TAKEDA, Masanobu NAKAYAMA
Electrochemistry 2023.10
Authorship：Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：The Electrochemical Society of Japan
-
Optimization of force-field potential parameters using conditional variational autoencoder Reviewed
Koki Matsunoshita, Yudai Yamaguchi, Masato Hamaie, Motoki Horibe, Naoto Tanibata, Hayami Takeda, Masanobu Nakayama, Masayuki Karasuyama, Ryo Kobayashi
Science and Technology of Advanced Materials: Methods 3 ( 1 ) 2023.09
Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Informa UK Limited
-
Increasing the Sodium Metal Electrode Compatibility with the Na<sub>3</sub>PS<sub>4</sub> Solid‐State Electrolyte through Heteroatom Substitution Reviewed
Lieven Bekaert, Suzuno Akatsuka, Naoto Tanibata, Frank De Proft, Annick Hubin, Mesfin Haile Mamme, Masanobu Nakayama
ChemSusChem 16 ( 20 ) 2023.08
Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Wiley
Abstract
Rechargeable batteries are essential to the global shift towards renewable energy sources and their storage. At present, improvements in their safety and sustainability are of great importance as part of global sustainable development goals. A major contender in this shift are rechargeable solid‐state sodium batteries, as a low‐cost, safe, and sustainable alternative to conventional lithium‐ion batteries. Recently, solid‐state electrolytes with a high ionic conductivity and low flammability have been developed. However, these still face challenges with the highly reactive sodium metal electrode. The study of these electrolyte‐electrode interfaces is challenging from a computational and experimental point of view, but recent advances in molecular dynamics neural‐network potentials are finally enabling access to these environments compared to more computationally expensive conventional ab‐initio techniques. In this study, heteroatom‐substituted Na<sub>3</sub>PS<sub>3</sub>X<sub>1</sub> analogues, where X is sulfur, oxygen, selenium, tellurium, nitrogen, chlorine, and fluorine, are investigated using total‐trajectory analysis and neural‐network molecular dynamics. It was found that inductive electron‐withdrawing and electron‐donating effects, alongside differences in heteroatom atomic radius, electronegativity, and valency, influenced the electrolyte reactivity. The Na<sub>3</sub>PS<sub>3</sub>O<sub>1</sub> oxygen analogue was found to have superior chemical stability against the sodium metal electrode, paving the way towards high‐performance, long lifetime and reliable rechargeable solid‐state sodium batteries.
Books and Other Publications
-
計算科学と実験化学を組み合わせた全固体電池材料の開発
谷端 直人, 中山 将伸（ Role： Contributor）
科学と工業 2023.10
-
計算と実験を組み合わせたナトリウムイオン電池用新規電極材料開発
谷端直人（ Role： Contributor）
月刊機能材料2022年7月号 2022.07
-
網羅計算による固体電解質材料の探索と全固体リチウム金属電池への応用
谷端直人（ Role： Contributor , 第Ⅰ編 第一原理計算を用いた蓄電池研究・開発 事例紹介）
㈱シーエムシー･リサーチ 2021.06
-
塩化物固体電解質による全固体リチウム金属電池の高エネルギー密度化と短絡抑制
谷端 直人（ Role： Contributor , 自動車電動化に向けた次世代電池用電解質材料の開発事例）
技術情報協会 月刊『マテリアルステージ』 2021.06
-
高エネルギー密度全固体リチウム電池につながる固体電解質材料の開発
谷端 直人, 中山 将伸（ Role： Contributor , EVへの応用に向けた全固体電池の開発動向）
技術情報協会 月刊『車載ﾃｸﾉﾛｼﾞｰ』 2021.03
-
谷端 直人, 中山 将伸（ Role： Joint author , ラプラス変換インピーダンス法によるリチウムイオン電池の充電反応と放電反応の抵抗分離）
工業製品技術協会 2020.12
-
新 研究室紹介 名古屋工業大学 生命・応用化学専攻 化学電池材料研究室 中山・谷端研究室
谷端直人（ Role： Contributor , セラミックス 第54巻 2月号（2019年））
日本セラミックス協会 2019.02
-
谷端直人, 林 晃敏, 辰巳砂昌弘（ Role： Contributor , 第7節 硫化物を用いた全固体ナトリウム二次電池の開発）
株式会社エヌ・ティー・エス 2016.04
Total pages：858 Language：jpn Book type：Scholarly book
Misc
-
High-efficiency composition optimization of high Li-ion conductor using material simulation and Bayesian optimization
中野高毅, 谷端直人, 谷端直人, 武田はやみ, 武田はやみ, 中山将伸, 中山将伸, 中山将伸, 野田祐輔, 小林亮, 小林亮, 竹内一郎, 竹内一郎, 竹内一郎
電気化学会大会講演要旨集(CD-ROM) 87th 2020
-
第一原理計算によるMgイオン伝導体MgZr4(PO4)6のイオン伝導度および相安定性評価
中野高毅, 野田祐輔, 谷端直人, 谷端直人, 中山将伸, 中山将伸, 中山将伸, 梶原浩一, 金村聖志
21st 2019
-
Research on charge compensation mechanism of rocksalt-type positive electrode material LiNb<sub>1/3</sub>Ni<sub>2/3</sub>O<sub>2</sub> in first-principles study
原田真帆, 谷端直人, 谷端直人, 野田祐輔, 中山将伸, 中山将伸, 中山将伸, 薮内直明
Journal of Flux Growth 13 ( 2 ) 2018
-
材料シミュレーションによるNASICON型Liイオン伝導体の相安定性と導電性評価
中野高毅, 大竹将成, 宮路康裕, 谷端直人, 小林亮, 小林亮, 野田祐輔, 武田はやみ, 武田はやみ, 中山将伸, 中山将伸, 中山将伸
31st 2018
Presentations
-
アモルファス硫化物電極活物質におけるアニオンレドックスと分相
赤塚涼乃, 谷端直人, 武田はやみ, 中山将伸
第62回セラミックス基礎科学討論会 2024.01
Event date： 2024.01
Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)
Venue：東京
-
ニューラルネットワーク力場を用いたメリライト型酸化物の分子動力学計算
小山翼, 谷端直人, 武田はやみ, 中山将伸, Steffen-Grieshammer, Judith-Schue
第62回セラミックス基礎科学討論会 2024.01
Event date： 2024.01
Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)
-
Application of LSTM machine learning to battery emulators International conference
Kanato Oka, Naoto Tanibata, Hayami Takeda, Masanobu Nakayama
Advanced Materials Research GRAND MEETING MRM2023 IUMRS-ICA2023 2023.12
Event date： 2023.12
Language：English Presentation type：Poster presentation
Venue：Kyoto Country：Japan
-
ニューラルネットワーク力場によるスピネル正極材料におけるMgイオン拡散評価
中原陸, 相津新, 堀部元基, 横山弓夏, 谷端直人, 武田はやみ, 中山将伸, 下川航平, 市坪哲
日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会 2023.12
Event date： 2023.12
Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)
-
高エネルギー密度全固体リチウムイオン電池のための塩化物正極材料の検討と設計指針
笹平拓寛, 相津新, 谷端直人, 武田はやみ, 中山将伸
日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会 2023.12
Event date： 2023.12
Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)
-
実験とインフォマティクスを併用した酸化物サーミスタ材料の特性予測
加藤 央, 牧野圭祐, 橋村祥吾, 谷端直人, 武田はやみ, 中山将伸, 新関尚宏, 中谷孝之
日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会 2023.12
Event date： 2023.12
Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)
-
固体電解質材料リン酸タンタルリチウムの合成条件最適化
柴﨑未妃, 村上健斗, 武田はやみ, 谷端直人, 中山将伸
日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会 2023.12
Event date： 2023.12
Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)
-
マテリアルズ・インフォマティクスによるオリビン型LiMXO4の因子探索
牛腸巧一, 濱家雅人, 谷端直人, 武田はやみ, 中山将伸
日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会 2023.12
Event date： 2023.12
Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)
-
レドックス準位チューニングによる高電位塩化物電極の開発
谷端直人, 相津新, 武田はやみ, 中山将伸
第64回電池討論会 2023.11
Event date： 2023.11
Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)
Venue：大阪
-
Naイオン伝導性塩化物材料のハイスループットスクリーニング計算とNMR測定による拡散性評価
谷端 直人, 野中 直貴, 武田 はやみ, 中山 将伸, 小林 亮
第49回固体イオニクス討論会 2023.11
Event date： 2023.11
Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)
Industrial Property Rights
-
ナトリウム二次電池用電極活物質、ナトリウム二次電池用電極合剤、ナトリウム二次電池用電極、 ナトリウム二次電池、及び全個体ナトリウム二次電池
谷端 直人, 武田 はやみ, 中山 将伸, 久世 智, 田中 秀央
Applicant：住友化学株式会社
Application no：特願PCT/JP2021/008062 Date applied：2021.03
Country of applicant：Domestic Country of acquisition：Domestic
-
ナトリウム二次電池用電極活物質、ナトリウム二次電池用電極合剤、ナトリウム二次電池用電極、ナトリウム二次電池、及び全固体ナトリウム二次電池
谷端 直人, 武田 はやみ, 中山 将伸, 久世 智, 田中 秀央
Applicant：住友化学株式会社
Application no：特願2020-062871 Date applied：2020.03
Country of applicant：Domestic Country of acquisition：Domestic
Awards
-
電気化学会東海支部 若手研究者特別賞 (ECS日本支部助成)
2024.03 公益社団法人 電気化学会東海支部 HSAB則に基づいた3.5V級全固体リチウム二次電池の設計
谷端直人
-
若手研究イノベータ奨励賞
2020.03 名古屋工業大学
谷端直人
-
若手研究イノベータ奨励賞
2019.03 名古屋工業大学
谷端 直人
-
第12回固体イオニクスセミナー 若手依頼講演 講演奨励賞
2018.09 日本固体イオニクス学会 ナトリウムイオン電池用新規 Na2V3O7電極の特性評価と第一原理計算による拡散機構解析
谷端 直人
-
ベストプレゼンテーション賞
2016.09 日本セラミックス協会
谷端 直人
Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc.
-
Excellent Presentation Award 2016
2016.08 日本セラミックス協会ガラス部会
谷端 直人
Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc.
-
TECHNOVATION大賞
2016.03 足立一馬基金
谷端 直人
Award type：Award from publisher, newspaper, foundation, etc.
-
関西電気化学奨励賞
2015.12 関西電気化学研究会
谷端 直人
Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc.
-
ベストプレゼンテーション賞
2015.09 日本セラミックス協会
谷端 直人
Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc.
-
Excellent Presentation Award 2015
2015.08 日本セラミックス協会ガラス部会
谷端 直人
Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc.
Scientific Research Funds Acquisition Results
-
次世代全固体電池材料に向けた粒子変形能に関する設計指針の確立
2023.04 - 2025.03
公益財団法人 フジクラ財団 2023年度 研究助成費
谷端直人
Authorship：Principal investigator
-
マイクログリッド用高容量蓄電池の実現に向けたアモルファス化によるアニオンレドックス活用指針の実証
2023.04 - 2024.03
公益財団法人 内藤科学技術振興財団 2023年度 研究助成
谷端直人
Authorship：Principal investigator
-
次世代型全固体ナトリウムイオン電池の実現に向けた高イオン伝導性と変形能を併せ持つ新規材料探索
Grant number：12-016-38 2022.04 - 2024.03
公益財団法人 高橋産業経済研究財団
谷端直人
Authorship：Principal investigator
-
高成形性を有する新規イオン伝導体を用いた高エネルギー密度全固体電池の実現
2021.04 - 2022.03
永井科学技術財団 研究奨励金
Authorship：Principal investigator
-
次世代型高容量二次電池用アモルファス電極における硫黄レドックス制御と創成
Grant number：19K15657 2019.04 - 2022.03
日本学術振興会 科学研究費補助金 若手研究(B)
谷端直人
Grant amount：\4160000 （ Direct Cost: \3200000 、 Indirect Cost：\960000 ）
Other External Funds
-
2018.04 - 2019.03
民間財団等 一般財団法人東海産業技術振興財団 研究助成金
谷端 直人、谷端直人
Grant type：Competitive
-
全固体ナトリウム‐硫黄電池の実現にむけた材料および構造に関する研究
2015.04 - 2017.03
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
谷端 直人、谷端 直人
Grant type：Competitive
本年度は、前年度に引き続き、従来の電極よりも高容量を示す「十硫化四リンを用いたアモルファス状硫黄電極」についての研究を行った。本年度は、核磁気共鳴分光 (NMR) 測定や光電子分光 (XPS) 測定などを測定し、全固体ナトリウム電池における十硫化四リンを用いたアモルファス状硫黄電極の構造解析を行った。これらの構造解析を複合的に考慮した結果、充放電に伴い、イオン伝導パスが形成される充放電機構を明らかにした。また、透過電子顕微鏡による硫黄電極の観察から、そのイオン伝導パスがナノスケールで結晶化している様子が観測された。
一方、十硫化四リンを用いたアモルファス状硫黄電極を用いた全固体リチウム電池は、全固体ナトリウム電池より高容量を示す。全固体リチウム電池においても構造解析を行った結果、ナトリウム系と同様の充放電反応が進行していることが明らかになった。しかし、リチウム系においては、充放電後の結晶化は生じていないことが明らかになった。これらの結果から、ナトリウム系におけるイオン伝導パスの結晶化は容量劣化の要因になると考えられる。そこで、十硫化四リンの一部を二硫化ケイ素に置き換え多成分化することによって、この結晶化の抑制に成功した。その結果、充放電容量も増加し、全固体ナトリウム電池における最大の充放電容量を達成した。これらの研究内容に関しては、日本セラミックス協会や関西電気化学研究会などからポスター賞を受賞している。
Teaching Experience
-
化学実験
2017.10 Institution：Nagoya Institute of Technology
-
セラミックス応用学実験Ⅰ
2017.04 Institution：Nagoya Institute of Technology
-
生命・応用化学セミナー3、4
2017.04 Institution：Nagoya Institute of Technology
-
生命・応用化学セミナー1、2
2017.04 Institution：Nagoya Institute of Technology
-
セラミックス応用学実験Ⅱ
2017.04 Institution：Nagoya Institute of Technology
Committee Memberships
-
日本セラミックス協会 第58回セラミックス基礎科学討論会 現地実行委員
2019.10 - 2020.01
Committee type：Academic society
-
日本化学会電気化学ディビジョン科学電池材料研究会 日本化学会電気化学ディビジョン科学電池材料研究会 第12回日仏電池セミナー 12th Japan-France Joint Seminar on Batteries事務局
2018.09
Committee type：Academic society
-
日本セラミックス協会 第31 回秋季シンポジウム現地実行委員
2018.09
Committee type：Academic society
Social Activities
-
名古屋産業振興公社 異業種交流会 講演
Role(s)： Lecturer
公益財団法人名古屋産業振興公社 異業種交流会 2021.09
-
あいちＳＴＥＭ能力育成事業「知の探究講座」を講座および審査委員
Role(s)： Demonstrator
2019.11
Audience： High school students
-
高速充放電可能な次世代電池用セラミックスの発見
Role(s)： Lecturer
名古屋工業大学 公開講座 2019.11
-
名古屋工業大学 公開講座 発表
Role(s)： Lecturer
2019.10
Audience： General, Company
Type：Lecture
-
オンライン国際研究広報「EurekAlert!」に研究成果掲載
2019.02
Audience： High school students, College students, Graduate students, Teachers, Researchesrs, General, Scientific, Company, Media
Type：Internet
オンライン国際研究広報「EurekAlert!」に研究成果掲載
12,762 PV/掲載一週間; 本学からのリリースで過去最多 -
あいちＳＴＥＭ能力育成事業｢知の探究講座｣講座および審査委員担当
Role(s)： Lecturer, Demonstrator
愛知県 2018 - 2019
-
研究室見学
Role(s)： Lecturer, Demonstrator
名古屋工業大学 オープンキャンパス 2018
-
研究室見学
Role(s)： Lecturer, Demonstrator
名古屋工業大学 オープンキャンパス 2017
Media Coverage
-
安全かつ大容量な全固体リチウム電池の新材料を開発 － 金属リチウム短絡抑制に効果のある新規塩化物固体電解質により安全な車載電池実現に道筋 －
名古屋工業大学 2020.07
Author：Myself
-
名古屋工業大学 電解質材料を開発 高エネ密度化に貢献 Newspaper, magazine
電子デバイス産業新聞 7ページ 2020.07
Author：Other
-
Sodium is the new lithium: Researchers find a way to boost sodium-ion battery performance Internet
The American Association for the Advancement of Science (AAAS) EurekAlert! 2019.02
Academic Activities
-
第58回セラミックス基礎科学討論会 現地実行委員
Role(s)： Planning, management, etc.
日本セラミックス協会 2020
Type：Competition, symposium, etc.
-
日本セラミックス協会 第31 回秋季シンポジウム現地実行委員
Role(s)： Planning, management, etc.
日本セラミックス協会 2018
Type：Academic society, research group, etc.
-
日本化学会電気化学ディビジョン科学電池材料研究会 第12回日仏電池セミナーの事務局 12th Japan-France Joint Seminar on Batteriesを開催
Role(s)： Planning, management, etc.
日本化学会電気化学ディビジョン科学電池材料研究会 2018
Type：Competition, symposium, etc.