2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of molecular crystalline electrolytes for all-solid magnesium sulfur batteries
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17K14460
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
守谷 誠 静岡大学, 理学部, 講師 (70452208)
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2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マグネシウム / イオン伝導 / 固体電解質 / 分子結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、全固体マグネシウム硫黄電池の実現を目的として、以前から我々が着目してきたイオン伝導パスを有する超分子結晶をマグネシウムイオン伝導体として展開することを検討してきた。昨年度までは、マグネシウム電池の動作が確認されている電解液の構成要素を参考に、マグネシウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミドを出発原料とした分子結晶の合成に主に取り組んできたが、今年度はより伝導性の高い試料の合成を目的としてアニオンを変化させた分子結晶の合成に取り組んだ。具体的には、ボロヒドリドイオンを対アニオンとして有するマグネシウム塩と種々の有機基質との反応を検討し、いくつかの分子結晶を得ることに成功するとともに、その構造解析、相転移挙動、イオン伝導性の評価に取り組んだ。また、マグネシウム電池とともに多価金属電池として期待されているアルミニウム電池にも新たに着目し、アルミニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミドと種々の有機基質を構成要素とした新規分子結晶の合成も試みた。こちらについても、得られた試料の単離と単結晶Ｘ線結晶構造解析、相転移挙動の評価、結晶状態におけるイオン伝導性の測定を行った。無機系材料からなるマグネシウムイオン伝導体やアルミニウムイオン伝導体では、イオン伝導性の発現に数百度の加熱を要することが一般的であるが、本研究で得られた試料は、いずれも室温付近の温度域で結晶状態を保ちながらイオン伝導性を示している。これらの結果は、イオン伝導が困難とされている多価イオン伝導体の開発において、分子結晶の活用が有効であることを示唆するものと考えている。
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