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Development of molecular crystalline electrolytes for all-solid magnesium sulfur batteries

Research Project

Project/Area Number 17K14460
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Inorganic chemistry
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

Moriya Makoto  静岡大学, 理学部, 講師 (70452208)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords固体電解質 / マグネシウム / 分子結晶 / 固体イオニクス / イオン伝導 / 電池 / 二次電池
Outline of Final Research Achievements

In this study, we attempted to apply supramolecular crystals with ion conduction paths, which we have focused on before, as a magnesium ion conductor for an all-solid magnesium-sulfur battery. We synthesized novel ion-conductive molecular crystals by using magnesium bis(trifluoromethanesulfonyl)amide as a starting material, based on the components of the previously reported electrolyte of rechargeable magnesium battery. We also succeeded in the crystal structural analysis of the obtained molecular crystals and evaluation of their solid-state ion conductivity. Additionally, we fabricated molecular crystals containing aluminum ions by the reaction of aluminum bis(trifluoromethanesulfonyl) amide and various organic substrates.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

セラミックスに代表される無機系固体電解質材料からなるマグネシウムイオン伝導体やアルミニウムイオン伝導体では、イオン伝導性の発現に数百度の加熱を要することが一般的である。一方、本研究で得られた分子結晶は、いずれも室温付近の温度域で結晶状態を保ちながらイオン伝導性を示している。これらの結果は、イオン伝導が困難とされている多価イオン伝導性固体電解質の開発において、分子結晶の活用が有効であることを示唆するものと考えられる。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Construction of nanostructures for selective lithium ion conduction using self-assembled molecular arrays in supramolecular solids2017

    • Author(s)
      Makoto Moriya
    • Journal Title

      Science and Technology of Advanced Materials

      Volume: 18 Issue: 1 Pages: 634-643

    • DOI

      10.1080/14686996.2017.1366816

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis of Molecular Crystals with Ion-Conductive Paths for Selective Lithium Ion Diffusion2017

    • Author(s)
      守谷誠
    • Journal Title

      KOBUNSHI RONBUNSHU

      Volume: 74 Issue: 6 Pages: 482-493

    • DOI

      10.1295/koron.2017-0047

    • NAID

      130006218899

    • ISSN
      0386-2186, 1881-5685
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Al{N(SO2CF3)2}3と有機基質から成る新規分子結晶の結晶構造解析とイオン伝導性の評価2019

    • Author(s)
      内山翔太、守谷誠
    • Organizer
      電気化学会第86回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Na{N(SO2CF3)2}とジアミンを構成要素とした新規分子結晶の合成と伝導性の評価2018

    • Author(s)
      多湖裕輔、守谷誠
    • Organizer
      2018年電気化学会秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子性アニオンを有する種々のリチウム塩を用いたイオン伝導性分子結晶の合成2018

    • Author(s)
      多湖裕輔、守谷誠
    • Organizer
      第44回固体イオニクス討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Supramolecular Crystalline Electrolytes with Ion Conduction Paths for Selective Lithium Ion Diffusion2018

    • Author(s)
      Makoto Moriya
    • Organizer
      the 3rd International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials, (ICEAN 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Mg[N(SO2CF3)2]2と[N(CH3)2(C2H5)2][N(SO2CF3)2]を用いた一次元鎖構造を有する 新規分子結晶の合成とイオン伝導性2018

    • Author(s)
      盛佐和子、守谷誠
    • Organizer
      電気化学会第85回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 環状構造を持つスルホニルアミドアニオンを有する新規プロトン性有機イオン性柔粘性結晶の合成と無加湿条件下での固体状態でのイオン伝導性2018

    • Author(s)
      横澤一生,加藤昌杜,守谷 誠
    • Organizer
      電気化学会第85回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 環状スルホニルアミドアニオンを用いたプロトン性有機イオン柔粘性結晶の合成と中温無加湿条件下におけるイオン伝導性の評価2017

    • Author(s)
      加藤昌杜,横澤一生,守谷誠
    • Organizer
      第43回固体イオニクス討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 環状構造を持つスルホニルアミド アニオンを構成要素とする プロトン性有機イオン柔粘性結晶の 合成とイオン伝導性の評価2017

    • Author(s)
      加藤 昌杜,守谷 誠
    • Organizer
      2017年電気化学会秋季大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 環状スルホニルアミドアニオンを持つリチウム塩を用いた分子結晶の合成と伝導性の評価2017

    • Author(s)
      多湖裕輔,守谷 誠
    • Organizer
      2017年電気化学会秋季大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Synthesis of Ion Conductive Organic Ionic Crystals by Increasing Steric Bulkiness of Counter Anion in Ionic Liquids Using B(C6F5)3 as Lewis Acid2017

    • Author(s)
      Yui Oki,Makoto Moriya
    • Organizer
      IUMRS-ICAM 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リチウムスルホニルアミド塩を用いたイオン伝導性分子結晶の合成とアニオンの構造が伝導性に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      多湖裕輔、守谷誠
    • Organizer
      第8回イオン液体討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Mg{N(SO2CF3)2}2とエーテル溶媒を用いた新規分子結晶の合成とそのイオン伝導性2017

    • Author(s)
      太田隆明、守谷誠
    • Organizer
      第8回イオン液体討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 種々のスルホニルアミドアニオンを有するリチウム塩を用いたイオン伝導性分子結晶の合成2017

    • Author(s)
      多湖裕輔、守谷誠
    • Organizer
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 静岡大学 守谷研究室

    • URL

      https://sites.google.com/view/moriyalab/home

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] Moriya Lab. Shizuoka Univ.

    • URL

      https://sites.google.com/view/moriyalab/home

    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2020-03-30  

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