2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Organic Molecular Assemblies with Reversible Redox Properties Accompanied by Ion Insertion/Extraction and Analyses for Their Reaction Mechanism
| Project/Area Number |
18K14296
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
梶山 智司 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (30789649)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 層状化合物 / 酸化還元 / 電気化学 / イオン脱挿入 / 分子集合体 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
酸化還元活性な有機分子を組織化して配列させることで、効率的な導電パスおよびイオン挿入サイトを有する電気化学活性材料を創出することが本研究の課題である。本研究では、層状構造を有する水酸化物の層間に、設計・合成した有機分子を配列させることで、電気化学的機能性材料の創出を行った。リチウムイオンを含む電解液中で行ったサイクリックボルタメトリーなどの電気化学測定の結果から、層状構造に配列していない単体の有機分子と比較して、耐溶媒性・電気化学反応の可逆性が向上するという結果が得られた。また、実際にイオンが挿入されていることをXRD測定を用いて評価を行ったところ、電気化学反応に伴った構造変化が小さいことが見出された。これは、層間という十分に広い空間に、有機分子が配列しているため、比較的小さなイオンであるリチウムイオンについては、構造変化が少なく脱挿入できるためと考えられる。以上の結果より、イオン拡散パス・挿入サイトおよび酸化還元活性部位を組織化して配列させることが、電気化学材料としての機能を向上させる効果的なアプローチであることが示された。
こうした、広い層間空間を利用した様々なイオン脱挿入反応が可能であることが期待できるため、様々なイオンに関して電気化学的イオン脱挿入反応を行い、ナトリウムなどのイオンについては可逆的な酸化還元反応を観察した。
以上、酸化還元活性な有機分子を組織化して配列させることで、その電気化学的特性を制御・向上できる、という結果が得られている。
|
