マグネシウム塩と有機溶媒からなるマグネシウム金属蓄電池用電解液において、ホウ素系マグネシウム塩の網羅的な化学構造-電気化学特性相関解析により、マグネシウム金属負極に好適なマグネシウム塩の骨格構造を究明した。さらにホウ素を同族元素のアルミニウムに置換することでさらなる性能向上が見込めることが計算化学的に示され、有機合成によりそれを具現化し、仮説を実験的に実証した。加えて、溶存化学種の結晶構造解析から、特性向上の構造化学的要因を解明した。最適組成の電解液は、当初98%程度であった負極反応効率を99.4%という世界最高水準まで引き上げることに成功、マグネシウム金属蓄電池実現の最大のボトルネックである電解液の課題を解消するに至った。

緻密かつ系統的な実験-検証により、電解液・溶存酸素・マグネシウムの三相境界面に生じる超高抵抗が、大気下でのマグネシウム金属負極の電気化学活性の喪失を引き起こすことを発見した。金属マグネシウムの高い還元力を利用して、酸素透過を抑制する人工亜鉛被膜をマグネシウム金属表面に形成させることで(a)、溶存酸素によるマグネシウムの酸化を抑え、不活性化を抑制することに成功した(b)。この成果を実用化すれば、既存のリチウムイオン電池の生産ラインをマグネシウム金属蓄電池生産用に転換して利用できるという、極めて画期的な基盤技術である。