Elucidation of the Proton Filling Effects in Organic Proton Conductors

• Project/Area Number: 25K08582
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 出倉 駿 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80837948)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: プロトン伝導 / 固体電解質 / 分子性固体 / プロトン互変異性 / フィリング制御

Outline of Research at the Start

電子物性とは異なり、水素社会の鍵となる固体中の水素イオン（プロトン）の自在制御は未達成である。従来のプロトン伝導には分子回転運動が必要であったが、過渡的な状態の直接観測は困難であるため、理論モデルの構築は不可能であった。一方、最近申請者が見出した「プロトン互変異性」は分子運動不要であるため、プロトン制御の学理構築が可能となる。本研究では、プロトン互変異性部位を並べた種々の有機結晶を舞台に、電界効果・分子固溶による物理的・化学的アプローチでプロトンフィリング変調手法を確立するとともに、プロトンフィリング変調によるプロトン伝導性の制御指針を確立することを目指す。