2019 Fiscal Year Annual Research Report
固体電気化学反応を利用したソフトクリスタルの光学特性制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Soft Crystals: Science and Photofunctions of Easy-Responsive Systems with Felxibility and Higher-Ordering |
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| Project/Area Number |
18H04528
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
吉川 浩史 関西学院大学, 理工学部, 准教授 (60397453)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 二次電池 / イオン伝導度 / 電荷移動錯体 / 金属有機構造体 / ポリオキソメタレート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電極材料への電子の授受と電極界面および電極内へのイオンの拡散・集積から成る固体電気化学反応は、物質の新たな機能や現象・原理を開拓するうえで非常に有用な手段である。本研究では、固体電気化学反応を利用して、多孔性金属錯体や有機分子集合体へのイオン及び電子の出し入れに基づいた特異な蓄電機能および触媒特性の開拓を目的とする研究を行った。ここでは、主要な三つの成果について述べる。
まず、ドナーとアクセプターが交互に積層し、１次元チャネルを有するカラム構造を取る電荷移動錯体を数多く創製し、それらが、ドナーとアクセプター両分子の酸化還元に由来する大きな電池容量と空孔に由来した速いLiイオン拡散を示すことを初めて明らかにした。
次に、これまであまり報告例のない硫黄系配位子と鉛からなる新しい金属有機構造体（MOF）を開発し、その結晶構造を解明するとともに、これが半導体であることを明らかにし、光照射下における触媒特性を検討したところ、水を水素に変換する触媒として機能することを見出した。
最後に、電解質イオンの拡散や構造的安定性の観点から、電池正極材料として注目を集めている多孔性の三次元ポリオキソメタレート（POM）関連化合物に着目し、七角形及び六角形状の1次元空孔を有するMoとVからなる三次元POM（MoVO）を新規に創製し、これを正極活物質とするナトリウム電池の充放電特性を検討した。その結果、従来のナトリウム電池用正極材料よりも大きな容量を示すことを明らかにし、X線吸収微細構造分析（XAFS）から、MoとVの酸化還元に基づく、組成式当たり数十電子以上の酸化還元反応に由来するものであることを明らかにした。
以上より、多孔性金属錯体や有機分子集合体といったソフトクリスタルに特異な電池電極特性や触媒機能を見出すことに成功した。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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