2022/12/04 更新

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カワイ コウスケ
川合 航右
Scopus 論文情報  
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Citation Countは当該年に発表した論文の被引用数

所属
理工学術院 理工学術院総合研究所
職名
次席研究員(研究院講師)
メールアドレス
メールアドレス

学歴

  • 2018年04月
    -
    2021年03月

    東京大学   大学院工学系研究科   化学システム工学専攻  

  • 2016年04月
    -
    2018年03月

    東京大学   大学院工学系研究科   化学システム工学専攻  

  • 2012年04月
    -
    2016年03月

    京都大学   工学部   工業化学科  

学位

  • 2021年03月   東京大学   博士(工学)

  • 2018年03月   東京大学   修士(工学)

  • 2016年03月   京都大学   学士(工学)

経歴

  • 2021年07月
    -
    継続中

    早稲田大学   理工学術院総合研究所   次席研究員   研究院講師

  • 2021年04月
    -
    2021年06月

    早稲田大学   先進理工学部   日本学術振興会特別研究員PD

  • 2020年04月
    -
    2021年03月

    東京大学   大学院工学系研究科   日本学術振興会特別研究員DC2

  • 2016年10月
    -
    2021年03月

    東京大学   統合物質科学リーダー養成プログラム(MERIT)   コース生

所属学協会

  • 2019年01月
    -
    継続中

    公益社団法人 電気化学会

 

研究分野

  • 無機材料、物性   蓄電材料

論文

  • Influence of surface termination groups on electrochemical charge storage of MXene electrodes

    Kosuke Kawai, Masaki Fujita, Ryosei Iizuka, Atsuo Yamada, Masashi Okubo

    2D Materials   10 ( 1 ) 014012  2022年11月  [査読有り]  [招待有り]

    担当区分:筆頭著者

    DOI

  • Kinetic square scheme in oxygen-redox battery electrodes

    Kosuke Kawai, Xiang-Mei Shi, Norio Takenaka, Jeonguk Jang, Benoit Mortemard de Boisse, Akihisa Tsuchimoto, Daisuke Asakura, Jun Kikkawa, Masanobu Nakayama, Masashi Okubo, Atsuo Yamada

    Energy & Environmental Science    2022年05月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者

     概要を見る

    Kinetic formation of the peroxo-like O22− dimer is identified as the origin of a voltage hysteresis in oxygen-redox battery electrodes.

    DOI

    Scopus

  • Lithium-Rich O2-Type Li0.66[Li0.22Ru0.78]O2 Positive Electrode Material

    Hirohito Umeno, Kosuke Kawai, Shin-ichi Nishimura, Daisuke Asakura, Masashi Okubo, Atsuo Yamada

    Journal of The Electrochemical Society   169 ( 4 ) 040536 - 040536  2022年04月  [査読有り]

     概要を見る

    Increasing the energy density of lithium-ion batteries is an important step towards flexible electricity supply, which can be achieved by developing large-capacity positive electrodes. Lithium-rich oxides have been a longstanding research target because of their large capacity involving extra oxygen-redox reactions. In this work, we report the synthesis, electrochemical properties, electronic structure, and structural evolution of O2-type lithium-rich layered oxide Li1.22‒xRu0.78O2. A robust Ru‒O layered framework without Ru migration allows for unveiling the solid-state electrochemistry of O2-type lithium-rich layered oxides with possibility of a large yet stable extra capacity for oxygen-redox reaction. Using a combination of X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray absorption/emission spectroscopy, and in situ/ex situ X-ray diffraction, we clarified that O2-Li1.22‒xRu0.78O2 delivers a large capacity of 200 mAh g‒1 in association with Ru5+/Ru4+ and Ru4+/Ru3+ two-electron redox reactions under a solid-solution process, but with no contribution from the extra oxygen-redox reaction.

    DOI

    Scopus

  • Oxygen redox versus oxygen evolution in aqueous electrolytes: critical influence of transition metals

    Hirohito Umeno, Kosuke Kawai, Daisuke Asakura, Masashi Okubo, Atsuo Yamada

    Advanced Science     2104907  2022年02月  [査読有り]

  • Square-Scheme Electrochemistry in Battery Electrodes

    Masashi Okubo, Kosuke Kawai, Zihan Ma, Atsuo Yamada

    Accounts of Materials Research   3 ( 1 ) 33 - 41  2021年11月  [査読有り]  [招待有り]

  • 4.7 V Operation of the Cr4+/Cr3+ Redox Couple in Na3Cr2(PO4)2F3

    Kosuke Kawai, Daisuke Asakura, Shin-ichi Nishimura, Atsuo Yamada

    Chemistry of Materials   33 ( 4 ) 1373 - 1379  2021年02月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者

     概要を見る

    Increasing the energy density of sodium-ion battery systems requires highvoltage cathode materials to compensate for the inherently higher redox potential of the Na/Na+ couple compared to the Li/Li+ couple (difference of 0.3 V). Distinct from the high-voltage (>4.2 V) operation using late transition metals (Co-3+Co-/(2+) or Ni3+/Ni2+) in previously reported polyanionic compounds, here we identify the record-high Cr4+/Cr3+ (3d(2)/3d(3)) redox potential in Na3-xCr2(PO4)(2)F-3 (0 < x < 1) at 4.7 V vs Na/Na+. Despite higher d-band position at early 3d transition metal with smaller effective nuclear charge compared to late transition metals, Cr 3d(t(2g)) in less than half-filled state possesses no energy level increments arising from crystal field splitting and intra-orbital Coulombic penalty, leading to extremely high voltages of the Cr4+/Cr3+ (3d(2)/3d(3)) redox couple.

    DOI

    Scopus

    3
    被引用数
    (Scopus)
  • Nonpolarizing oxygen-redox capacity without O-O dimerization in Na2Mn3O7

    Akihisa Tsuchimoto, Xiang-Mei Shi, Kosuke Kawai, Benoit Mortemard de Boisse, Jun Kikkawa, Daisuke Asakura, Masashi Okubo, Atsuo Yamada

    Nature Communications   12 ( 1 ) 631  2021年01月  [査読有り]

     概要を見る

    <title>Abstract</title>Reversibility of an electrode reaction is important for energy-efficient rechargeable batteries with a long battery life. Additional oxygen-redox reactions have become an intensive area of research to achieve a larger specific capacity of the positive electrode materials. However, most oxygen-redox electrodes exhibit a large voltage hysteresis &gt;0.5 V upon charge/discharge, and hence possess unacceptably poor energy efficiency. The hysteresis is thought to originate from the formation of peroxide-like O22− dimers during the oxygen-redox reaction. Therefore, avoiding O-O dimer formation is an essential challenge to overcome. Here, we focus on Na2-<italic>x</italic>Mn3O7, which we recently identified to exhibit a large reversible oxygen-redox capacity with an extremely small polarization of 0.04 V. Using spectroscopic and magnetic measurements, the existence of stable O−• was identified in Na2-<italic>x</italic>Mn3O7. Computations reveal that O−• is thermodynamically favorable over the peroxide-like O22− dimer as a result of hole stabilization through a (σ + π) multiorbital Mn-O bond.

    DOI

    Scopus

    27
    被引用数
    (Scopus)
  • Stabilization of a 4.5 V Cr4+/Cr3+ redox reaction in NASICON-type Na3Cr2(PO4)3 by Ti substitution

    Kosuke Kawai, Daisuke Asakura, Shin-ichi Nishimura, Atsuo Yamada

    Chemical Communications   55 ( 91 ) 13717 - 13720  2019年09月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者

     概要を見る

    <p>NASICON-type Na2CrTi(PO4)3 offers a stable redox reaction of Cr4+/Cr3+ at 4.5 V <italic>vs.</italic> Na/Na+.</p>

    DOI

    Scopus

    16
    被引用数
    (Scopus)
  • High-Voltage Cr4+/Cr3+ Redox Couple in Polyanion Compounds

    Kosuke Kawai, Wenwen Zhao, Shin-ichi Nishimura, Atsuo Yamada

    ACS Applied Energy Materials   1 ( 3 ) 928 - 931  2018年02月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者

    DOI

    Scopus

    40
    被引用数
    (Scopus)

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受賞

  • 電気化学会第87回大会優秀学生発表賞

    2020年03月   公益社団法人 電気化学会  

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 水系蓄電デバイスの実現に向けた高容量Wadsley–Roth型酸化物負極の開発

    公益財団法人 大倉和親記念財団  2022年度 研究助成

    研究期間:

    2022年12月
    -
    2024年03月
     

  • 遷移金属層状炭化物を用いた水系亜鉛二次電池の開発

    早稲田大学  三菱マテリアルー早大理工包括協定にともなう2021年度研究助成

    研究期間:

    2021年08月
    -
    2022年02月
     

  • 安定な酸素レドックス反応を発現する新規正極材料の開発

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2021年06月