住友ゴム工業は９月５日、東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター高橋幸生教授、理化学研究所、高輝度光科学研究センター為則雄祐室長らと共同で、大型放射光施設ＳＰｒｉｎｇ―８を活用して、物質の構造と化学結合状態をナノレベルで計測可能な技術（テンダーＸ線ナノスコープ）を世界で初めて確立し、リチウム硫黄電池材料に用いる硫黄化合物の可視化に成功したと発表した。
同技術を応用することで、現在開発を進めているリチウム硫黄電池での反応・劣化メカニズム解明による性能向上が期待できる。さらに同社は、将来的にタイヤ研究にも応用することで、より高性能なタイヤの開発につなげていくとしている。
同社は、従来からタイヤの基本性能および性能持続性に大きく関与する硫黄について研究してきた。タイヤ研究で培った知見は他の分野にも応用しており、硫黄においては２０１１年から産業技術総合研究所と共同で、リチウム硫黄電池に関する開発を進めてきた。
リチウム硫黄電池は、リチウムイオン電池の６～７倍の理論容量が期待でき、軽量かつ安全性に優れているが、充放電のサイクル寿命が課題になっている。サイクル寿命を向上させるには、硫黄化合物を高精度で計測する必要がある。そこで同研究グループは、Ｘ線の波が揃っているテンダーＸ線を利用できるＳＰｒｉｎｇ―８を活用することで、テンダーＸ線ナノスコープを初めて確立した。この計測技術により、硫黄化合物をナノレベルで可視化することに成功した。
今後同社は、同計測技術を２０２４年から運用開始予定である次世代放射光施設「ＮａｎｏＴｅｒａｓｕ（ナノテラス）」でも活用し、リチウム硫黄電池の動作環境下での計測および材料開発の早期実用化に取り組んでいく。また、タイヤ研究において、ゴムと硫黄が結合した架橋構造のさらなる分析への応用が期待できる。このことから、同社が掲げるタイヤ開発および周辺サービス展開のコンセプト「スマートタイヤコンセプト」の主要技術の１つである「性能持続技術」の開発につなげていくとしている。
リチウム硫黄電池概略図
硫黄
テンダーX線ナノスコープ
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