Bridging the Norby Gap based on Packed-acid mechanism

• Project/Area Number: 25K08378
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27020:Chemical reaction and process system engineering-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小川 敬也 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (90748550)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: プロトン伝導体

Outline of Research at the Start

中温域(100－600℃)で高い伝導性を有するプロトン(H+)伝導膜が存在しない既往のH+伝導機構の限界に対し(ノルビーギャップ)、研究者が独自に理論的提案・実証した酸高密度構造で起こるH+伝導機構Packed-acid mechanismに基づいて、その限界の突破を目的とする。中温域でPacked-acid mechanismが起こりやすい酸・塩基の組合せを理論計算で特定し、その酸・塩基を修飾した伝導体を製膜し、中温域で高い伝導度を持つか実験的に検証する。実証において多孔質ポリイミドを支持体とし、その細孔内に理論的に最適と特定された酸・塩基を高密度に修飾できるリン酸ジルコニウム（ZrP, 電解質）を充填することで酸高密度構造を形成する。