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電池やキャパシタへのイオン液体の電気化学的応用

Research Project

Project/Area Number 17F17717
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

萩原 理加  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (30237911)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) CHEN ZHENGFEI  京都大学, エネルギー科学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2017-07-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsイオン液体 / 配位子 / フッ化物イオン / エチレングリコール
Outline of Annual Research Achievements

イオン液体は電力貯蔵用の大型蓄電デバイスである二次電池やキャパシタの安全性の向上を目的として、安全性の高い電解質として期待されている。二次電池と してはリチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、アニオンシャトル型電池などへの適用が期待できる。これまでに、サイズの小さなフッ化物アニオンにエチレ ングリコールEGを配位させ、錯アニオンとすることにより安定化したアニオン溶媒和型のイオン液体の合成に成功している。また四級カチ オンとして1-エチル-3-メチルイミダゾリウム、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムフルオライドとエチレングリコールとが1:1で安定なイオン液体を与えるこ とをNMRやIRにより確認した。また、前者のイオン液体より2:1の錯塩([C2C1im]F)2・EGを結晶化させ、単結晶構造解析を行い、カチオンおよびエチレングリコー ルとフッ化物イオンの間の水素結合状態について詳細な解析を行った。その結果、フッ化物イオンはイミダゾリウムカチオンのC2プロトンとEGのOHプロトンと強い水素結合を形成していることがわかった。これらの化合物は強いフルオロ塩基であり、フッ素化試薬としての応用が可能であることが示された。また、これらのイオン液体のイオン導電率と粘性率を種々の温度で測定し、モル導電率と粘性率の間にワルデン則が成立することを明らかにした。これらの結果の一部は The Journal of Physical Chemistry Letters (Zhengfei Chen, Yuto Tonouchi, Kazuhiko Matsumoto, Masayuki Saimura, Rob Atkin, Takashi Nagata, Masato Katahira, Rika Hagiwara, 2018, 9, 6662-6667)に掲載済みである。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] The University of Western Australia(オーストラリア)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Partially Naked Fluoride in Solvate Ionic Liquids2018

    • Author(s)
      Chen Zhengfei、Tonouchi Yuto、Matsumoto Kazuhiko、Saimura Masayuki、Atkin Rob、Nagata Takashi、Katahira Masato、Hagiwara Rika
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 9 Issue: 22 Pages: 6662-6667

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.8b03117

    • NAID

      120006773957

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Partially solvated fluoride in solvate ionic liquids: their solvation structure and reactivity2019

    • Author(s)
      Zhengfei Chen, Yuto Tonouchi, Kazuhiko Matsumoto, and Rika Hagiwara
    • Organizer
      The 8th International Congress of Ionic Liquids
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Partially naked fluoride ion stabilized by hydrogen bonding donor2019

    • Author(s)
      Yuto Tonouchi, Zhengfei Chen, Kazuhiko Matsumoto, and Rika Hagiwara
    • Organizer
      International Conference on Fluorine Chemistry 2019 Himeji
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Partially naked fluoride ion solvate ionic liquids2019

    • Author(s)
      K. Matsumoto, Z. Chen, Y. Tonouchi, R. Hagiwara
    • Organizer
      19th European Symposium on Fluorine Chemistry
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Synthesis and characterization of 1-alkyl-3-methylimmidazolium fluoride-ethylene glycol complexes2018

    • Author(s)
      Zhengfei Chen, Kazuhiko Matsumoto, Rika Hagiwara
    • Organizer
      8th Australian Symposium on Ionic Liquids
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and characterization of 1-alkyl-3-methylimmidazolium fluoride-ethylene glycol complexes2018

    • Author(s)
      Zhengfei Chen, Kazuhiko Matsumoto, Rika Hagiwara
    • Organizer
      公益社団法人 電気化学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-07-28   Modified: 2024-03-26  

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