2018A008 研究テーマ

固体電解質中のイオン伝導の数理に関する研究

研究者名 神坂　英幸、檜貝　信一、可香谷　隆助教、小磯　深幸教授、白井　朋之教授 研究者所属 村田製作所、九州大学 IMI
キーワード 全固体電池、電池材料、セラミック材料、イオン伝導

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研究内容

A：どんな諸分野・企業の、どんな問題や現象をターゲットにしたか。

電池産業分野、セラミック材料産業分野で実用化が競われている次世代電池 固体電解質は、高いイオン伝導性をもつ物質で、全固体電池の開発に欠かせない。しかし固体中のイオン伝導については、ごく簡単なモデルにもとづく議論に留まっており、集団としての振る舞いはほとんど理解されていない。

B：どんな数学・数理科学をどのように使ったか。

複雑なネットワーク構造をもつイオン伝導パスに対し、相互排除する多粒子の拡散がどのように生じていくか、数値実験、幾何学、確率論を組み合わせてアプローチしていく予定。

C：どんな成果が得られたか。(あるいは、どんな成果を目指しているか。)

結晶構造中の安定サイト間の確率的な乗り移りをもとに、相互排除やクーロン相互作用の影響をしらべ、それが全体のイオンの流れやすさ、または流体極限へどう影響していくか把握し、イオン伝導性物質の設計指針を目指す。

D：どのようなきっかけでその諸分野・企業との連携が始まったか。

檜貝が幹事を務める「コンピュータによる材料開発・物質設計を考える会（CAMMフォーラム）」での小磯教授による依頼講演、AIMaP運営委員としての参画（檜貝）、Study Group Workshop（SGW2016、2018）への参加、シンポジウム「数学パワーが世界を変える2018、2019」での依頼講演

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