2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of ionic liquid-type anionic polymer materials for new ion conduction pathways
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19H02783
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| Research Institution | Tsuruoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
森永 隆志 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30467435)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 滋啓 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20707806)
佐藤 涼 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (20757166)
正村 亮 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (50757599)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 制御ラジカル重合 / ポリマー電解質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、イオン液体型アニオンポリマー材料におけるイオン伝導メカニズムの解明を目指すとともに、イオン液体を用いた電気化学デバイスが実用的な性能を発揮するために、その独特の発電メカニズムに適合する電池材料の開発を行う。具体的には、イオン液体型アニオンポリマーを用いた電池材料の創製を実現するため、①高イオン伝導性発現メカニズムの解明、②イオン液体モノマーの分子設計及びポリマー構造の制御によるイオン伝導性の更なる向上、③次世代電気化学デバイスの問題解決に資する電池材料の開発を目標として研究開発を行っている。
昨年度は、遊離カチオンのキャリア輸送効果の普遍性を検証することを目的として、リチウムイオンならびにリチウム／テトラグライム錯体を遊離カチオンとして担持するアニオン性イオン液体型ポリマーについて、パルス磁場勾配NMR法によるリチウムイオンの拡散係数の測定を行った。具体的には、メタクリレート型のモノマーにトリフルオロメタンスルフォニルイミドを担持したリチウム塩型モノマーに対して、テトラグライムを配位させることで合成したモノマーをラジカル重合でポリマーとし、主鎖プロトンの拡散係数と、リチウム／テトラグライム錯体のプロトンとリチウムイオンの拡散係数を比較した。
その結果、リチウム／グライム錯体におけるテトラグライム錯体由来のプロトンとリチウムイオンの拡散係数はほぼ等しい値となり、ラジカル重合を経た後も錯体構造を維持していることが明らかとなった。また、主鎖のプロトンの拡散係数に対しては10倍以上の値となっており、遊離カチオンの高い運動性が確認された。この現象はこれまでに検証を行ってきたプロトン性カチオン、リチウムイオン、リチウム／グライム錯体に関しては普遍的な現象であり、新しいキャリア輸送メカニズムとしての応用が期待されるものである。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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