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構造最適化による錯体水素化物の高速イオン伝導機能の発展

研究課題

研究課題/領域番号 16H04513
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関関西学院大学

研究代表者

松尾 元彰  関西学院大学, 理工学部, 准教授 (20509038)

研究協力者 折茂 慎一  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2016年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
キーワード錯体水素化物 / イオン伝導 / 水素化物 / ナトリウムイオン伝導
研究成果の概要

クロソ型錯イオンBnHnを有する錯体水素化物は、構造相転移に伴って高速イオン伝導を示すため、次世代蓄電池として注目される全固体リチウム/ナトリウム二次電池を実現するための固体電解質としての応用が期待される。しかし、構造相転移温度以下ではイオン伝導率が低いため、構造相転移温度以下でのイオン伝導率改善が課題の一つとして挙げられていた。(1)BnHnと価数・水素配位数・イオン半径が異なる他の錯イオンとを共存させること、(2)部分脱水素化させること、により室温でのイオン伝導率が3~4桁増大することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

クロソ系錯体水素化物の相転移温度以下でのイオン伝導率を改善するという目標を達成することができた。その中でも部分脱水素化量制御によるアプローチは、水素化物特有のものであり、国内外の他のグループに先行して本研究で初めて着眼した材料設計指針である。今後錯体水素化物での高速イオン伝導機能を飛躍的に発展させ高エネルギー密度の全固体二次電池の実現を後押するとともに、“水素化物でのイオニクス”分野の学理探求に貢献する成果と言える。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Fast sodium ionic conduction in Na2B10H10-Na2B12H12 pseudo-binary complex hydride and application to a bulk-type all-solid-state battery2017

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida, T. Sato, A. Unemoto, M. Matsuo, T. Ikeshoji, T.J. Udovic, S. Orimo
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 110 号: 10

    • DOI

      10.1063/1.4977885

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of complex hydrides for fast ionic conduction2019

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuo, N. Matsubara, N. Katayama, H. Asano, K. Sawada, S. Orimo
    • 学会等名
      Nonstoichiometric Compounds VII
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of complex hydrides for fast ionic conduction2018

    • 著者名/発表者名
      N. Matsubara, N. Katayama, S. Orimo, M. Matsuo
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Fuels and Energy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] closo型錯イオン[BnHn]2-を有する錯体水素化物での高速イオン伝導2018

    • 著者名/発表者名
      麻野 隼, 澤田 健吾, 松原 徳宏, 折茂 慎一, 松尾 元彰
    • 学会等名
      第163回日本金属学会講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] クロソ型錯イオンを有する錯体水素化物での高速イオン伝導2018

    • 著者名/発表者名
      片山 昇, 松原 徳宏, 松尾 元彰
    • 学会等名
      第 13 回水素若手研究
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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