3DCが量産化を目指す次世代カーボン材料「グラフェンメソスポンジ（GMS）」に関して、東北大学材料科学高等研究所の西原研究室から新たな研究成果が発表されました。
3DCは、東北大学材料科学高等研究所の西原研究室で発明されたGMSの事業化を目指す大学発スタートアップです。現在、GMSに関する特許は東北大学から3DCに移転されています。
リチウム空気電池は、現在のリチウムイオン電池の数倍以上のエネルギー密度の達成が見込まれる次世代蓄電池です。しかし、カーボン正極や電解液などの劣化が激しく充放電を繰り返し行えない点が大きな課題でした。
今回の研究では、GMSをリチウム空気電池の正極に使用することで、カーボンブラックやカーボンナノチューブ、活性炭といった従来のカーボン正極材料よりも充放電サイクル寿命を6倍長くすることに成功。さらには、GMS内部に大量に存在するナノ細孔により、従来材料を大きく上回る6700 mAh/gもの高容量を実現しました。また、GMSのナノ構造を先端の分析手法、数学的解析、理論計算を用いて緻密に解析することで、高性能と高耐久性を両立するための材料設計指針も明らかになりました。
本研究は、リチウム空気電池の実用化に貢献するものと予想されます。
本研究の成果は2023年4月10日（現地時間）、科学誌Advanced Scienceに掲載されました。
研究内容を詳しく知りたい方は、以下をご覧ください。
①論文
Edge-Site-Free and Topological-Defect-Rich Carbon Cathode for High-Performance Lithium-Oxygen Batteries
②東北大学からのプレスリリース
リチウム空気電池を長寿命化するカーボン新素材を発見 従来のカーボン正極の劣化をグラフェンメソスポンジで克服
