2014 Fiscal Year Annual Research Report
多価カチオン伝導性を有するフレームワーク構造体の電解合成
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25706008
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
八木 俊介 大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 講師 (60452273)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電解合成 / フレームワーク構造 / EQCM / 酸化還元反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、フレームワーク構造体材料であるプルシアンブルーやその類似体の薄膜および粉末を電解法や化学析出法により合成するとともに、その電気化学的特性について解析を行った。昨年度はリチウムイオンやカリウムイオンなどの1価カチオンの挿入・脱離反応について解析を行ったが、本年度はそれらに加えて2価のカチオンであるマグネシウムイオンの挿入・脱離反応について電気化学水晶振動子マイクロバランス法（EQCM法）などを用いて、詳細に検討を行った。その結果、マグネシウムイオンの挿入・脱離反応が進行するのみならず、イオンの大きさにもよるが、対アニオンの脱離・挿入も同時に進行することを明らかにした。マグネシウムイオンの挿入・脱離反応は、銅・鉄・ニッケル・マンガンなどのフレームワーク構成元素の還元・酸化を伴うが、これらの元素の価数変化をX線吸収分光法により調べた所、反応の経路によらず最終保持電位によって価数が可逆的に変化することを明らかにした。また、これらの材料の電子伝導性は低かったものの、水などの小さな溶媒の電解液中では、溶媒和構造を保ったままマグネシウムイオンがフレームワーク内を拡散することや、挿入・脱離反応が非常に速く進行することを明らかにした。一方で大きな溶媒分子を選択すると、完全に脱溶媒和しなければ挿入反応は進行しないので、反応が遅くなることが分かった。以上の成果は、フレームワーク構造を有する材料を蓄電池用の活物質として利用する際に重要となる知見である。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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