2022 Fiscal Year Annual Research Report
Relationship between Cation Transport Abilities and Inner-structure of the Boundary-free Porous Coordination Polymer Film
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20K05523
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
石崎 学 山形大学, 理学部, 講師 (60610334)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プルシアンブルー / カーボンナノチューブ / イオン伝導 / 電気化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度カーボンナノチューブを用いた多孔性透明電極の作製に成功し、それを用いたプルシアンブルー(PB)及びその類似体(PBA)ナノ薄膜のサンドイッチセルを用いた電気化学応答性を評価した。電解液中で電位制御し、PBの酸化状態を制御した。PBの状態で電解液から取り出し、電圧-電流特性を測定したところ、印加電圧が低い場合は高抵抗層、高い場合は低抵抗層と抵抗値のスイッチングを示した。一方、わずかな部分還元状態では0V付近に低抵抗層が現れ、還元割合を増やすことでオーミック状態へと変化した。PBの電子状態を制御することで、その電気伝導特性を制御でき、電子状態＝イオンの含有量と大きな相関があることを明らかにした。また、C端にNiとFeを含むFeNiPBA薄膜を同様に評価した。Niリッチ層はオーミックとなり、Feが増えると徐々にスイッチング特性を示した。
また、多孔性電極を利用することで外部環境に応答したイオン伝導を評価可能となった。PBにCs, K, Naをそれぞれ導入したところ、低湿度よりも高湿度環境で伝導度が低下した成分が観測された。重水雰囲気環境で伝導度の変化が少ないことからプロトン伝導ではなくイオン伝導と考えられる。また、カチオン種によるイオン伝導度の変化が見られたことから水和イオンの伝導を示唆した。電池開発において、水分子はイオン伝導（＝電池性能）を低下させると考えられてきたが、本結果では水によりイオン伝導が促進することが考えられる。
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