2004 Fiscal Year Annual Research Report
常温溶融塩の化学種の構造と電極反応機構の相関の解明
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15550131
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| Research Institution | DOSHISHA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
田坂 明政 同志社大学, 工学部, 教授 (90066275)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲葉 稔 同志社大学, 工学部, 助教授 (80243046)
小原 真司 (財)高輝度科学研究センター, 副主幹研究員
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| Keywords | 常温溶融塩 / イオン性液体 / テトラメチルアンモニウムフロライド / 高エネルギーX線回折 / 液体構造解析 / 電解フッ素化 / プラズマ溶射法 / Sol-Gel法 |
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| Research Abstract |
(1)溶融塩の構造解析
平成15年度の(2)の実績として明らかにした(CH_3)_4NF・mHFの構造をさらに確実にするために、HFをDFに変えて、ラマンスペクトルや赤外吸収スペクトルを測定した。まず、グローブ・ボックス内に設置した反応容器内にCaF_2を入れ、それにD_2SO_4を滴下し、生成したDFをメタノール・ドライアイス(-70℃)で冷却して液化させた。ついで、(CH_3)_4NFを入れた別の反応容器にDFを移動させ、(CH_3)_4NF・mDF(m=3.0,3.5,4.0)を調製した。^1H-NMRの測定より、DFへの置換率は80%であった。
つぎに、この試料を用いて、ラマンスペクトルおよび赤外吸収スペクトルを測定した。Ab initio計算とほぼ同じ波数にバンドが観察できた。スペクトルで同位体シフトが観察できたことから、(CH_3)_4NF・mDF(m=3.0,3.5,4.0)には、(FD)F-,(FD)_2F-および(FD)_3F-アニオンが存在することが確認できた。
(2)溶融塩の物性
常温溶融塩である(CH_3)_4NF・mHF(m=3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0)の電気伝導度および粘度を室温で測定した。電気伝導度は、m値が増大するにつれて、直線的に増加したが、粘度は、それとは反対に、m値が3.5から4の間で大きく減少し、さらに大きくなるにつれて直線的に減少した。
(3)常温溶融塩の電解および陽極材料の表面分析
溶射法およびSol-gel法でLiNiO_2被覆Ni板電極およびLaNiO_3被覆Ni板電極を作製した。焼結温度は、LiNiO_2被覆Ni板電極については700℃、LaNiO_3被覆Ni板電極については750℃が最適であった。それを陽極に用いて(CH_3)_4NF・4HFを電解したところ、長時間の電解が可能となった。交流インピーダンス測定から、陽極表面上に生成する被膜の抵抗は比較的低いことが確認できた。(CF_3)_3Nの生成割合の最大値は、溶射LiNiO_2被覆Ni板電極で33.1%、Sol-gel LiNiO_2被覆Ni板電極で27.7%およびSol-gel LaNiO_3被覆Ni板電極で25%であった。しかし、溶射LaNiO_3被覆Ni板電極の場合、LaNiO_3被膜が剥離し、電解の継続が困難であった。
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