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イオン伝導性フッ素化合物の合成と物性、ならびに電気化学的応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14F04763
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 機能物性化学
研究機関京都大学

研究代表者

萩原 理加  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (30237911)

研究分担者 VERYASOV GLEB  京都大学, エネルギー科学研究科, 外国人特別研究員
VERYASOV Gleb  京都大学, エネルギー科学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード柔粘性結晶 / リチウム / マグネシウム / 電解質 / 結晶構造 / 柔粘性イオン結晶 / 固体電解質 / フルオロアルミネート / アンモニウム
研究実績の概要

柔粘性結晶は液体と固体の間に見られる中間相の一つであり、その構成分子は三次元的に回転して、あたかも等方的な分子のようにふるまう。柔粘性イオン結晶は、球形に近いカチオンと各種アニオンを組み合わせることで単純な結晶構造をとり、そのイオン伝導性から次世代固体電解質として注目を集めている。その特長は①蒸気圧が無視できるほど低く、②難燃性であることなどが挙げられる。一方で液体電解質と比較して、イオン伝導率が低い、柔粘性結晶相を形成する温度範囲が狭いなどの欠点があり、これらを改善するための研究が行われている。過去の研究でフルオロハイドロジェネートアニオンを対アニオンとすることで、高イオン伝導性の柔粘性イオン結晶が得られることがわかっている。本研究では分子設計的な観点からカチオン構造を変化させたフルオロアニオンを対イオンとする柔粘性イオン結晶の合成、物性測定、電気化学的挙動の解明を目指した。
H28年度は前年度から引き続き大きな有機カチオンであるアダマンチルトリメチルアンモニウムカチオンと様々なフッ素系アニオンと組み合わせた柔粘性イオン結晶を合成した。いくらかの化合物については特に、単結晶X線回折によって結晶構造を決定し、乱れた構造を持つことを明らかにした。さらに、リチウム塩を添加した系において高いイオン伝導性を持つ柔粘性イオン結晶を発見した。また、柔粘性イオン結晶のマグネシウム二次電池用新規固体電解質としての応用を検討する中で、マグネシウムに様々な溶媒分子が配位した錯体の結晶構造を決定するに至った。これらは固体状態ではイオン伝導性は低いが、マグネシウム電池用電解液の構造を検討する上で重要な知見を与えると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Homoleptic octahedral coordination of CH3CN to Mg2+ in the Mg[N(SO2CF3)2]2–CH3CN system2016

    • 著者名/発表者名
      Gleb Veryasov, Kazuhiko Matsumoto, Rika Hagiwara
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 45 号: 7 ページ: 2810-2813

    • DOI

      10.1039/c5dt04821d

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The discrete AlF52- fluoroaluminate anion in the structure of [Tetraethylammonium]2[AlF5](H2O)22015

    • 著者名/発表者名
      Gleb Veryasov, Kazuhiko Matsumoto, Rika Hagiwara
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 2015 号: 32 ページ: 5306-5310

    • DOI

      10.1002/ejic.201501036

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Magnesium coordination environment in Mg[N(SO2CF3)2]2-based electrolytes2016

    • 著者名/発表者名
      Gleb Veryasov, Kazuhiko Matsumoto, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京都府京田辺市
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The structure of the discrete Al2F9- and AlF52- anions2015

    • 著者名/発表者名
      Gleb Veryasov, Kazuhiko Matsumoto, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      米国、ホノルル市
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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