2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25410200
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
清水 章弘 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30584263)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | レドックス・フロー電池 / 二次電池 / 再生可能エネルギー / 酸化還元 / 有機活物質 / 電解酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
太陽光発電・風力発電などの再生可能エネルギーの有効活用を目的とした有機レドックス・フロー電池の開発に向け、正極用および負極用の有機活物質の研究を行った。有機活物質の有機電解液への溶解度を向上させ、体積あたりの容量を向上させるために、置換基を導入した有機活物質を合成し、サイクリックボルタンメトリー測定で酸化還元特性を調べた。正極材料として開発したキノン誘導体は、一分子あたり二電子の酸化還元挙動を示した。正極にキノン溶液、負極に金属リチウムを用いたレドックス・フロー電池は、高濃度での充放電が可能で、現在実用化されているバナジウムを用いた水系のレドックス・フロー電池を上回る容量を実現した。負極材料の有機活物質の研究も様々な基質を用いて行ったが、高いサイクル特性の実現には至っていない。
電解酸化で発生させた硫黄カチオンを用いた反応を検討し、硫黄カチオンとアセチレンの反応により、発生・蓄積させたチイレニウムイオンの観測と安定性を明らかにすることに成功した。また、チイレニウムイオンと求核剤との反応を検討し、様々なアルケンへと変換できることを見出した。また、我々がこれまでに開発してきた、電解酸化によりカチオン性の中間体を発生・蓄積させ、電解酸化終了後に化学変換するという手法を発展させ、芳香族化合物に第一級アルキルアミノ基を導入する反応を開発した。
以上のように、レドックス・フロー電池の有機活物質の開発に加えて、電解酸化で発生・蓄積させたカチオン種を用いた反応の開発に成功した。
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