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高水素配位錯体水素化物における新規固体イオニクスの開拓

研究課題

研究課題/領域番号 17K19168
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

高木 成幸  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50409455)

研究協力者 折茂 慎一  
池庄司 民夫  
佐藤 豊人  
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード水素化物 / 遷移金属錯体水素化物 / 固体イオニクス / 高水素配位錯イオン / 水素 / イオン伝導材料
研究成果の概要

特定の多原子イオンが示す高速再配向により、固体物質内の陽イオン輸送は著しく促進される。一方、再配向の活性化に高温が必要であること、すなわち低温領域において優れたイオン輸送特性が得られないことが欠点であった。本研究では、高速再配向を示す新たな多原子イオンとして、遷移金属に多数の水素が配位した高水素配位錯イオンを独自に提唱した。理論・実験の両面からその動的挙動解析を進め、新たな固体イオニクスの獲得にも繋がる「擬回転」の発現を捉えることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでイオン伝導体として全く認識されていなかった遷移金属錯体水素化物において、新たな固体イオニクスの獲得にも繋がる重要な知見を得た。本研究成果は水素化物関連分野の発展のみならず、全固体二次電池関連の広範な学問分野における新たな研究領域開拓に貢献できるものと期待される。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 高水素配位錯イオンの創製とエネルギー関連機能の創出2019

    • 著者名/発表者名
      高木成幸, 折茂慎一
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 54 ページ: 31-40

    • NAID

      40021886339

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Fast Lithium-Ion Conduction in Atom-Deficient closo-Type Complex Hydride Solid Electrolytes2018

    • 著者名/発表者名
      Kim Sangryun、Toyama Naoki、Oguchi Hiroyuki、Sato Toyoto、Takagi Shigeyuki、Ikeshoji Tamio、Orimo Shin-ichi
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 30 号: 2 ページ: 386-391

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.7b03986

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal Structural Determination of SrAlD5 with Corner-Sharing AlD6 Octahedron Chains by X-ray and Neutron Diffraction2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Toyoto、Takagi Shigeyuki、Sorby Magnus、Deledda Stefano、Hauback Bjorn、Orimo Shin-ichi
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 8 号: 2 ページ: 89-89

    • DOI

      10.3390/cryst8020089

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In-situ powder neutron diffraction study on the formation process of LaMg2NiH72017

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, K. Ikeda, M. Matsuo, K. Miwa, T. Otomo, S. Deledda, B. C.. Hauback, G. Li, S. Takagi, S. Orimo
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 印刷中 号: 35 ページ: 22449-22453

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2017.02.196

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of novel hydride Li3AlFeH8 at high temperature and pressure2017

    • 著者名/発表者名
      Saitoh Hiroyuki、Takagi Shigeyuki、Sato Toyoto、Iijima Yuki、Orimo Shin-ichi
    • 雑誌名

      Int. J. Hydrogen Energy

      巻: 42 号: 35 ページ: 22489-22495

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2017.04.274

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic Properties and Reversible Hydrogenation of LiBH4-Mg2FeH6 Composite Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Li Guanqiao、Matsuo Motoaki、Takagi Shigeyuki、Chaudhary Anna-Lisa、Sato Toyoto、Dornheim Martin、Orimo Shin-ichi
    • 雑誌名

      Inorganics

      巻: 5 号: 4 ページ: 81-81

    • DOI

      10.3390/inorganics5040081

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evidence of Intermediate Hydrogen States in the Formation of a Complex Hydride2017

    • 著者名/発表者名
      Sato Toyoto、Ramirez-Cuesta Anibal J.、Daemen Luke L.、Cheng Yongqiang、Orimo Shin-ichi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 2 ページ: 867-872

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b02834

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 高水素配位錯イオンにおける擬回転と相転移2019

    • 著者名/発表者名
      髙木成幸, 池庄司民夫, 折茂慎一
    • 学会等名
      日本金属学会2019年春季(第164回)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水素8配位錯イオンにおける擬回転2018

    • 著者名/発表者名
      髙木成幸, 池庄司民夫, 佐藤豊人, 折茂慎一
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋季(第163回)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ta-H系の10 GPa, 850 ℃までの温度圧力相図2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤寛之、宇野和仁、森本勝太、谷上真惟、綿貫徹、高木成幸、佐藤豊人、折茂慎一
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春季(第162回)大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素8配位錯イオンのstereochemistryと動的挙動2018

    • 著者名/発表者名
      高木成幸、佐藤豊人、池庄司民夫、折茂慎一
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春季(第162回)大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 頂点水素共有の八面体AlH6によって形成されるSrAlH5の結晶構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤豊人、高木成幸、M.H. Sorby、S. Deledda、B. C. Hauback、折茂慎一
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春季(第162回)大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高水素配位錯イオンの創製2017

    • 著者名/発表者名
      高木成幸、折茂慎一
    • 学会等名
      日本金属学会2017年秋季(第161回)大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] クラスターアニオン型錯体水素化物の結晶構造とリチウムイオン伝導特性2017

    • 著者名/発表者名
      金相侖、外山直樹、大口裕之、佐藤豊人、高木成幸、池庄司民夫、折茂慎一
    • 学会等名
      日本金属学会2017年秋季(第161回)大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温高圧下における新規合金水素化物の探索2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤寛之、森本勝太、宇野和仁、谷上真惟、綿貫徹、町田晃彦、高木成幸、佐藤豊人、飯島祐樹、折茂慎一
    • 学会等名
      日本金属学会2017年秋季(第161回)大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温高圧法による新規水素化物探索の最近の成果2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤寛之、森本勝太、谷上真惟、談儀和祐、村上心、高木成幸、佐藤豊人、飯島祐樹、綿貫徹、折茂慎一
    • 学会等名
      第4回水素化物に関わる次世代学術・応用展開研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 錯体水素化物のイオン伝導特性と全固体二次電池への応用2017

    • 著者名/発表者名
      外山直樹、金相侖、大口裕之、佐藤豊人、高木成幸、池庄司民夫、大信田卓朗、野上玄器、折茂慎一
    • 学会等名
      第4回水素化物に関わる次世代学術・応用展開研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Superconductivity of Hydrogen-rich Metal Hydride under High Pressure2017

    • 著者名/発表者名
      Dezhong Meng、Masafumi Sakata、Katsuya Shimizu、Yuki Iijima、Hiroyuki Saitoh、Toyoto Sato、Shigeyuki Takagi、Shin-ichi Orimo
    • 学会等名
      The 26th International Conference on High Pressure Science and Technology (AIRAPT 26)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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