東京理科大學理工學部先端化學科的井手本康教授等人組成的研究小組成功合成了新的金屬化合物材料，可作爲在放電和充電之間轉換的「二次電池」的電極使用。這種新材料將成爲開發新一代鎂二次電池的重要基礎。井手本教授就此次的新材料介紹說：「成功合成了有望用於新一代二次電池正極的岩鹽物質」。
鎂的毒性較低，而且放電後電子比較容易逆向流動，因此在新一代高能量密度充電式電池的開發中，鎂作爲陽極材料備受期待。不過，由於未找到合適的陰極材料和電解質，一直未能推進實用化。
井手本教授等人組成的研究小組此次合成的鈷置換型MgNiO2有望作爲新的陰極材料使用。井手本教授說：「計劃用於可動離子源使用多價鎂離子的鎂二次電池」，同時還表示：「有望提高新一代二次電池的能量密度」，不僅介紹了此次的成果，還強調了今後的隊形變換潛力。
此次，除標準的材料合成技術外，研究小組還採用了「反向共沉澱」法，從水溶液中提取了新的岩鹽。另外，利用中子繞射和同步輻射X射線繞射法互補着對提取的岩鹽進行了結構解析和電子結構解析。透過解析向粉末狀樣品照射中介子或者X射線產生的繞射圖案，在特定位置觀察到了強度的特徵峯。此外，研究小組對顯示出「充放電動作」（合適的陰極材料可能需要的充放電動作）的岩鹽類型實施了理論計算和類比。由此，從100多種候選材料中，根據能量最穩定的結構，成功確定了Mg、Ni和Co離子的配置。
另外，爲了解作爲鎂充電電池陰極材料的岩鹽的電化學性質，使用基於已知參考極的三極單元，在多種條件下進行了充放電試驗。試驗應答，可以根據Mg的組成和Ni/Co比控制電池特性。透過進行上述結構解析及電化學測量，驗證了作爲陰極材料的岩鹽構造的最佳組成，以及在各種條件下的可靠性。
透過開發新的陰極材料，有望消除鎂二次電池實施實用化遇到的一個瓶頸，井手本教授等人表示：「鎂二次電池有望成爲能量密度凌駕於鋰離子電池之上的二次電池」，對今後的研究開發也表現出了熱情和期待。
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文：JST客觀日本編輯部
