1988 Fiscal Year Annual Research Report
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62550656
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
緒方 直哉 上智大学, 理工学部, 教授 (40053574)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸山 厚 上智大学, 理工学部, 助手 (40190566)
渡辺 正義 上智大学, 理工学部, 助手 (60158657)
讃井 浩平 上智大学, 理工学部, 教授 (30053664)
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| Keywords | 固体電解質 / イオン伝導性高分子 / ポリグルタメート / ポリエチレンオキシド / 解離エネルギー / 格子エネルギー |
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| Research Abstract |
固体状態で高いイオン導電性を有する固体電解質は固体電池、表示素子等、広範な分野におけるイオニクス素子に応用可能な新材料として極めて重要であり、近年大きな期待が寄せられている。
本研究は高分子材料を用いた高イオン導電体の開発とその導電機構の解明を目的としている。すなわち、高分子イオン導電体の構造とイオン導電率との相関を明らかにすることにより、機能発現の機構を解明すると同時に新たな分子設計の基礎を確立する。
イオン伝導性高分子として主鎖が剛直なαーヘリックス構造をとるポリ(γーメチルーLーグルタメール)にイオン解離能を有するオリゴエチレンオキシドをエステル交換反応により。側鎖に導入したものを用いて、種々の塩を溶存させて、それらのイオン伝導性について比較検討した。得られたポリグルタメート誘導体およびキャリヤーイオンをドーピングした電解質の高次構造を系統的に検討した結果、主鎖が棒状のαーヘリックス構造をとり、柔軟な側鎖がその外側に配置された構造を持つことが明らかとなった。これらのイオン導電率の温度依存性は溶存塩種によらず、上に凸のWLF型の曲線となることと側鎖分子運動の温度依存性もWLF型の曲線となることを考え合わせると、これらの誘導体のイオン移動は側鎖分子運動と協同的に起こっていることがわかった。また、ハロゲン化リチウム・チオシアン酸のアルカリ金属塩を含む試料のイオン導電率の絶対値は、それぞれアニオン及びカチオン半径が大きくなるほど高くなった。各試料の側鎖緩和温度からの温度差を考慮すると、イオン導電率の差はキャリヤーイオン数の差によるものと考えられ溶存塩の解離エネルギーが影響している。すなわち、格子エネルギーの減少に伴いイオン導電性は増大し同族の塩種間では良い直線関係が得られた。これらの基礎的知見は高いイオン導電性高分子の分子設計の重要な指針となる。
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