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2019 Fiscal Year Annual Research Report

直線自由エネルギー関係に基づく新規プロトン伝導液体の探索と伝導機構の解明

Research Project

Project/Area Number 17J02361
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

渡辺 日香里  新潟大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Keywords擬プロトン性イオン液体 / 特異的イオン伝導
Outline of Annual Research Achievements

昨年度、相補的最小二乗法により明らかにした溶液中に存在する種々の化学種の固有Raman散乱因子をC1Im-ジフルオロ酢酸(HDFA)系pPILのRamanスペクトルに適用し、溶液中のイオン種濃度を見積もった。その結果、溶液中にはイオン種がおよそ70 %存在することが明らかになり、プロトン交換反応のΔExG゜を決定することができた。このことから、プロトン交換反応に関するΔExG‡ vs. ΔExG゜、およびプロトン付加体の並進・回転に関するΔTrG‡, ΔRotG‡ vs. ΔExG゜の2種の直線自由エネルギー関係(LFER)に基づくプロトン伝導の概念図の横軸の指標を明らかにすることに成功した。また、プロトン性イオン液体の概念を拡張したプロトン性溶媒和イオン液体についても研究を進めた。グリセリン水酸基をメトキシ基に置換した系について、自己拡散係数測定を行ったところ、水酸基をメトキシ基に置換するにつれて、Liイオンの自己拡散係数は溶媒のそれと同程度、さらに置換すると溶媒の自己拡散係数がLiイオンより速くなった。すなわち、メトキシ基に置換するにつれて、特異的イオン伝導が発現しないことが明らかになった。水酸基をもつ系はアグリゲートや水素結合といった粘性を増加させる液体構造を持つものの、Li+ホッピング伝導を発現する可能性があることを見出した。また、実電池への概念の拡張に向けて、定電流間欠滴定法(GITT)およびオペランドインピーダンス測定による拡散係数の決定取り組み、電場がある状態での並進運動の解明に取り組んだ。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2019

All Journal Article (2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Possible Proton Conduction Mechanism in Pseudo-Protic Ionic Liquids: A Concept of Specific Proton Conduction2019

    • Author(s)
      Watanabe Hikari、Umecky Tatsuya、Arai Nana、Nazet Andreas、Takamuku Toshiyuki、Harris Kenneth R.、Kameda Yasuo、Buchner Richard、Umebayashi Yasuhiro
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 123 Pages: 6244~6252

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.9b03185

  • [Journal Article] Dynamic Chelate Effect on the Li+-Ion Conduction in Solvate Ionic Liquids2019

    • Author(s)
      Arai Nana、Watanabe Hikari、Yamaguchi Tsuyoshi、Seki Shiro、Ueno Kazuhide、Dokko Kaoru、Watanabe Masayoshi、Kameda Yasuo、Buchner Richard、Umebayashi Yasuhiro
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 123 Pages: 30228~30233

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b10770

  • [Presentation] 種々のリチウムーグリセリン系プロトン性溶媒和イオン液体とそのLi+ホッピング伝導に関する研究2019

    • Author(s)
      渡辺日香里、荒井奈々、上野和英、獨古薫、渡邉正義、梅林泰宏
    • Organizer
      第10回イオン液体討論会
  • [Presentation] オペランドインピーダンス法によるスルホラン系電解液を用いた正極不溶型リチウム-硫黄電池の研究,2019

    • Author(s)
      渡辺日香里、上野和英、荒井奈々、獨古薫、渡邉正義、板垣昌幸、梅林泰宏
    • Organizer
      第42回溶液化学シンポジウム
  • [Presentation] 溶媒和イオン液体や超濃厚電解質溶液を用いたリチウム-硫黄電池のオペランドインピーダンス測定2019

    • Author(s)
      渡辺日香里、荒井奈々、上野和英、獨古薫、渡邉正義、板垣昌幸、梅林泰宏
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
  • [Presentation] 溶媒和イオン液体や超濃厚電解質溶液を用いたリチウム-硫黄電池のオペランドインピーダンス測定2019

    • Author(s)
      渡辺日香里、荒井奈々、上野和英、獨古薫、渡邉正義、板垣昌幸、梅林泰宏
    • Organizer
      第42回溶液化学シンポジウム
  • [Presentation] オペランドインピーダンス測定による正極不溶型リチウム-硫黄電池の電極/電解液界面反応に関する研究2019

    • Author(s)
      渡辺日香里、荒井奈々、上野和英、獨古薫、渡邉正義、板垣昌幸、梅林泰宏
    • Organizer
      第33回新潟地区部会研究発表会
  • [Presentation] 溶媒和イオン液体や超濃厚電解質溶液を用いたリチウム-硫黄電池のオペランドインピーダンス測定2019

    • Author(s)
      渡辺日香里、荒井奈々、上野和英、獨古薫、渡邉正義、板垣昌幸、梅林泰宏
    • Organizer
      第10回イオン液体討論会
  • [Presentation] リチウム-グリセリン系プロトン性溶媒和イオン液体のリチウムホッピング伝導2019

    • Author(s)
      渡辺日香里、荒井奈々、梅林泰宏
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会

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Published: 2021-01-27  

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