2020 Fiscal Year Annual Research Report
アルミニウム電池における根源的課題への”めっき”からのアプローチ
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18H01751
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平藤 哲司 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (70208833)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 正男 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (60361648)
池之上 卓己 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (00633538)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 電析 / めっき / 溶存酸素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機カチオンが異なる4種のクロロアルミネートイオン液体を用い、アルゴン雰囲気中および乾燥空気中でのアルミニウム電析を行い、溶存酸素がアルミニウムの電析挙動に及ぼす影響を調べた。各イオン液体中の飽和溶存酸素量を電気化学的手法によって測定するとともに、溶存酸素存在下でのアルミニウム電析挙動が、カチオン種によって異なることを明らかにし、その違いの原因を解析することで、反応メカニズムの解明に迫った。
これらの解析に基づき、新しいアルミニウム電解浴であるアミド系電解液中の電気化学反応について調べた。その結果、アミド系電解液を用いれば、酸素存在下でも平滑で均一なアルミニウム膜が電析できることが明らかとなった。本浴の長期安定性についても確認した。さらに、各種分光学測定により、酸素存在下での電気化学反応に伴う溶存イオン種の状態変化について解析を行った。その結果、アルミニウムイオン種の状態は酸素の影響をほとんど受けない一方で、有機分子または有機イオンの状態は、酸素存在下での電気化学反応によって変化することが明らかとなった。酸素と有機イオンは直接反応するのではなく、酸素がカソード上で還元され、スーパーオキサイドとなり、このスーパーオキサイドが有機イオンを分解する反応機構が示された。また、分解生成物が電極に吸着することで、アルミニウムの電析が阻害されることが示唆された。スーパーオキサイドとの反応性の違いが、有機カチオンの違いによるアルミニウムの電析挙動の違いの原因と考察した。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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