| Project/Area Number |
19H02554
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 28030:Nanomaterials-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
Mizuno Motohiro 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 教授 (70251915)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 史之 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 教授 (20432122)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
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| Keywords | プロトン伝導体 / 分子運動 / 固体ＮＭＲ / 高分子複合体 / メソポーラスシリカ / 固体NMR / 有機結晶 / 固体プロトン伝導体 / 水素結合 / プロトン伝導率 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，高性能なプロトン伝導性材料の開発のため，多孔性材料にプロトン輸送分子を導入した固体プロトン伝導体のナノ空間の構造・ダイナミクス・相互作用を解析し，プロトン伝導機構を解明する。固体NMRの解析法と計算科学手法を融合した，計測インフォマティクスを活用した固体ナノ空間の高精度解析法を開発し，プロトン輸送分子の複雑な動きや細孔表面との相互作用の詳細解析を可能にする。プロトン伝導における分子運動の役割を明確にして，高プロトン伝導性に繋がる最適な分子運動空間の構築を重視した材料開発と物性研究を展開する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we focused on the proton conduction process involving molecular motion in solids and aimed to develop highly proton-conductive solid materials by constructing a space of optimal molecular motion for proton conduction.
For the proton-conducting polymer membranes and porous materials, the local structure, electronic state, and molecular motion were analyzed to clarify the proton conduction mechanism and conduction pathways. By incorporating the obtained information into material design, stable proton-conducting materials at high temperatures were developed.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
固体中でプロトンが動くプロトン伝導体は，固体電解質として注目されており，燃料電池などの材料として開発が早急に望まれている。特に100～200 ℃の温度領域で高いプロトン伝導性と化学的安定性を示す材料は，家庭用・自動車用の燃料電池への利用が期待されている。本研究により，プロトン輸送分子の運動のコントロールや高温での材料の安定性など100～200 ℃で安定な高プロトン伝導材料開発のための重要な知見を得る事ができた。
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