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MOFを基盤とするエネルギー材料の創製と応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K13769
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 有機・ハイブリッド材料
研究機関関西学院大学

研究代表者

吉川 浩史  関西学院大学, 理工学部, 准教授 (60397453)

連携研究者 谷藤 尚貴  米子工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (80423549)
阿波賀 邦夫  名古屋大学, 大学院理学研究科物質理学専攻, 教授 (10202772)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード金属有機構造体 / 二次電池 / ポリオキソメタレート / 炭素材料 / XAFS / ジスルフィド
研究成果の概要

本研究では、二電子の酸化還元反応を示すアントラキノンジカルボン酸配位子とMnイオンから成る新規多電子レドックス金属有機構造体(MOF)を作製し、これを正極材料とするリチウム電池が従来のリチウムイオン電池よりも大きな容量と安定なサイクル特性を示すことを見出した。In situ XAFSおよび粉末X線回折より、Mnイオンとアントラキノン両方の酸化還元により大きな容量が得られることを明らかにするとともに、電解質カチオンおよびアニオンの両方が関与するデュアルイオン電池であることを示した。また、ポリオキソメタレートとMOFからなるPOMOFの電池特性やMOFを鋳型とする炭素材料の作製も行った。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Integration of Paramagnetic Diruthenium Complexes into an Extended Chain by Heterometallic Metal-Metal Bonds with Diplatinum Complexes2016

    • 著者名/発表者名
      K. Uemura, N. Uesugi, A. Matsuyama, M. Ebihara, H. Yoshikawa, K. Awaga
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 55 号: 14 ページ: 7003-7011

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.6b00741

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Discovery of a “Bipolar Charging” Mechanism In the Solid-State Electrochemical Process of a Flexible Metal-Organic Framework2016

    • 著者名/発表者名
      Zhongyue Zhang, Hirofumi Yoshikawa, Kunio Awaga
    • 雑誌名

      Chem. Mater.

      巻: 28 号: 5 ページ: 1298-1303

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.5b04075

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Vanadium-Incorporated, Polyoxometalate-Based Open Frameworks and Their Applications for Cathode-Active Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Zhenxin Zhang, Hirofumi Yoshikawa, Zhongyue Zhang, Toru Murayama, Masahiro Sadakane, Yasunori Inoue, Wataru Ueda, Kunio Awaga, Michikazu Hara
    • 雑誌名

      Eur. J. Inorg. Chem.

      巻: 2016 号: 8 ページ: 1242-1250

    • DOI

      10.1002/ejic.201501396

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Rechargeable Batteries Using Polyoxovanadate Related Compounds as Cathode Active Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Yoshikawa, Heng Wang
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会 (2017)
    • 発表場所
      慶応義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Solid-state Electrochemistry of Coordination Compounds2016

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Yoshikawa
    • 学会等名
      10th High-Tech Research Center International Symposium “Supramolecular Science-Based Organic Materials and Devices”
    • 発表場所
      東邦大学(千葉県・習志野市)
    • 年月日
      2016-12-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多電子の酸化還元能を有する金属有機構造体を正極活物質とする二次電池の開発2016

    • 著者名/発表者名
      吉川浩史、清水剛志
    • 学会等名
      第57回電池討論会
    • 発表場所
      幕張メッセ 国際会議場(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Solid-state Electrochemistry of Molecular Clusters2016

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Yoshikawa
    • 学会等名
      Satellite meeting of ICMM2016 “Molecular Technology for the Design and the Control of Functionalities in Materials”
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京都・千代田区))
    • 年月日
      2016-09-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 金属錯体系材料を正極活物質とする高性能二次電池の開発研究2016

    • 著者名/発表者名
      吉川浩史
    • 学会等名
      新型電池オープンラボ第18回講演会
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属錯体系材料を正極とする高性能な二次電池の開発と放射光を利用した電池反応解析2016

    • 著者名/発表者名
      吉川浩史
    • 学会等名
      第2回計算科学連携センターセミナー 放射光と計算科学との連携解析
    • 発表場所
      姫路じばさんビル(兵庫県・姫路市)
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射光を利用した多電子レドックスMOFの電池反応解析 ― 粉末X線とXAFS2016

    • 著者名/発表者名
      吉川浩史、張中岳、阿波賀邦夫
    • 学会等名
      第5回名古屋大学シンクロトロン光研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2016-01-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多孔性金属錯体を正極活物質とする二次電池の充放電特性と機能解明2015

    • 著者名/発表者名
      吉川浩史、張中岳、阿波賀邦夫
    • 学会等名
      2015年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      埼玉工業大学(埼玉県・深谷市)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] http://www.kg-nanotech.jp/yoshikawa/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] http://www.kg-nanotech.jp/yoshikawa/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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