マクロ・メソ・マイクロ孔構造領域に秩序構造をもつ階層的多孔材料の新規作製と応用
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19J22552
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
原 瑶佑 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | ゾル―ゲル法 / 金属有機構造体 / リチウムイオンバッテリー / リチウム空気電池 |
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| Outline of Research at the Start |
多孔体は触媒、分離媒体、吸着剤、エネルギー貯蔵・変換などの様々な分野において広く研究されている。階層的な多孔構造を設計することは材料のさらなる機能化につながる。階層的多孔構造においてマクロ孔(>50 nm)構造のみならず、メソ孔(2～50nm)構造およびマイクロ孔(<2nm)構造領域においても構造を精密に制御することは、その材料のもつ多彩な性能を最大限引き出せる可能性をもち、一般的な作製手法の確立が求められている。本研究では金属有機構造体のマイクロ・メソ孔領域における多孔性結晶構造に注目し、その階層的な構造制御を試みることで幅広い細孔領域で精密制御可能な新規多孔体の合成設計を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和三年度は前年度に開発した金属有機構造体（ＭＯＦ）の多段階ステップでの集合制御手法を拡張することで、材料中の分子レベルの欠陥からマイクロ・メソ・マクロ孔構造の独立的な階層構造制御手法の確立を試みた。ここでは特にＵｉＯ－６６型ＭＯＦの集合形態と分子レベルの欠陥構造に着目することで、分子レベルの欠陥からマイクロ・メソ・マクロ孔構造の独立的な階層構造制御が可能となった。また、その細孔構造が与える影響について通液試験によって明らかにした（論文投稿準備中）。さらにこうした多孔性材料開発の知見を活かすことで、リチウムイオンバッテリー（ＬＩＢ）における多孔性カソード材料の開発を行った。結果、酸化物多孔性材料における酸化物のヘテロ接合がLIBのサイクル特性およびレート特性に与える影響について明らかとした（論文投稿中）。また、多孔性材料の更なる構造制御手法の開拓を目指して金属有機多孔面体（ＭＯＰ）の集合状態の制御を試みた。ここでは特にＭＯＰのメゾスコピック領域における集合状態をＭＯＰ間の電荷反発と溶媒蒸発に誘起されるミセルの自己集合に注目することで制御することを試みた。結果、球状または棒状ミセルによってＭＯＰの集合状態を制御することが可能であり、階層的多孔性材料の更なる構造制御手法が新規に開発された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
