モリブデン・バナジウム酸化物への可逆的かつ急速なカルシウムのインターカレーション

タイトル	モリブデン・バナジウム酸化物への可逆的かつ急速なカルシウムのインターカレーション
著者紹介	アニルッダ・S・ラクノット、ケビン・ビマニ、ヴァラド・マハジャニ、リーナ・A・パンシャル、シャーム・シャルマ、ニキル・コラトカル
雑誌	米国科学アカデミー紀要
日付	07/21/2022
土居	10.1073/pnas.2205762119
はじめに	エネルギー貯蔵アプリケーションにおけるリチウムの持続的利用は、希少性、高コスト、安全性の問題による課題に直面している。カルシウムは、その豊富さと手頃な価格から、電池システムにとって魅力的な代替物質となる。しかし、カルシウムイオンはリチウムに比べてイオン半径が大きく、電荷密度が高いため、一般的に拡散速度論が阻害され、サイクル安定性が低下する。本研究では、カルシウムイオンに適したホストとしてモリブデンバナジウム酸化物（MoVO）の斜方晶、三方晶、正方晶多形を用いた水系カルシウムイオン電池を紹介する。斜方晶と三角晶のMoVO構造は、正方晶よりも優れた性能を示した。この性能の向上は、結晶構造内に広範な六角形および七角形のトンネルが存在し、カルシウムイオンの効率的な輸送を促進することに起因する。具体的には、三方晶MoVOは0.2℃のレートで約203 mAh g-¹の比容量を達成し、20℃というかなり速いレートでも約60 mAh g-¹の容量を維持した。さらに、これらのオープントンネル型三方晶および斜方晶多形は、サイクル安定性と可逆性の向上に寄与した。現在の文献によれば、MoVOはこれまで報告されたカルシウムイオン貯蔵の中でもトップクラスの性能を示している。
引用	Aniruddha S. Lakhnot, Kevin Bhimani and Varad Mahajani et al. Reversible and rapid calcium intercalation into molybdenum vanadium oxides.米国科学アカデミー紀要。2022.119巻(30).DOI: 10.1073/pnas.2205762119
エレメント	カルシウム (Ca) , リチウム , モリブデン (Mo) , バナジウム (V) , 酸素 (O)
材料	クリスタル
産業	エネルギー貯蔵とバッテリー , リサーチ＆ラボラトリー