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無水プロトン伝導を示すプロトン共役分子システムの実現に向けた基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 19655046
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 機能物質化学
研究機関山形大学

研究代表者

金澤 昭彦  山形大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80272714)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2008年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2007年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード液晶 / 自己組織化 / プロトン伝導 / 固体電解質 / 燃料電池 / プロトン伝導体
研究概要

本研究ではこれまでに, 無水状態でも効率的にプロトンを輸送することができる有機系プロトン伝導体を開発し, プロトン共役分子システムの構築に関する知見を得た。合成した化合物を燃料電池用電解質として利用することを考えると, 中温領域(100〜200℃)で効率的なプロトン伝導性を示す必要がある。そこで, 本年度は耐熱性に優れる高分子系プロトン伝導体を開発し, それらの耐熱性ならびにプロトン伝導性について評価することを目的とした。酸塩基対からなる数種類の新規な高分子電解質を合成し, それらのサーモトロピック液晶性をDSC測定、偏光顕微鏡観察、温度可変粉末X線回折測定、TEM測定により評価した。その結果,いずれの化合物もカラムナー液晶性を示し, 液晶材料中において、一次元的な分子鎖(水素結合分子鎖あるいは酸性イオン分子鎖)を形成することが明らかとなった。合成したポリマーの電気伝導性を交流インピーダンス法にて評価した結果, 無水状態においてプロトン伝導性が確認でき, 一次元分子鎖がプロトン伝導チャネルとして作用することがわかった。プロトン伝導度は10^<-4>S/cmに達し, 材料中のプロトン拡散は, 一次元分子鎖に沿った酸塩基平衡に起因することがわかった。また, プロトン拡散機構の検討をとおして, 数タイプの新規なプロトン移動反応を見いだすことができた。このプロトン移動反応を利用することによって, プロトン伝導度の一層の向上が期待できる。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (22件) 産業財産権 (8件)

  • [雑誌論文] Photochemical Phase Transition Behavior of Polymer Liquid Crystals with ortho-Substituted Azobenzene2009

    • 著者名/発表者名
      S. Yoneyama, O. Tsutsumi, A. Shishido, A. Kanazawa, T. Shiono, and T. Ikeda
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst (in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Columnar Liquid-Crystalline Nanomaterials Designed toward Anhydrous Organic Proton Conductors2008

    • 著者名/発表者名
      A. Kanazawa, K. Makajima, and M. Matsuda
    • 雑誌名

      Proc. SPIE 7050

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Anhydrous Organic Proton Conductors for Fuel Cells2008

    • 著者名/発表者名
      A. Kanazawa
    • 雑誌名

      SPIE Newsroom 1200901

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Degradation of Cellulose Acetate Film in the Co-Presence of Triphenylsulfonium Salt and Benzonhenone.2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hosono, A. Kanazawa, H. Mori, and T. Endo
    • 雑誌名

      J. Appl. Polym. Sci. (in press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemical Phase Transition Behavior of Polymer Liquid Crystals with ortho-Substituted Azobenzene.2008

    • 著者名/発表者名
      S. Yoneyama, O. Tsutsumi, A. Shishido, A. Kanazawa, T. Shiono, and T. Ikeda
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst. (in press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photodegradation of Cellulose Acetate Film in the Presence of Benzophenone as a Photosensitizer.2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hosono, A. Kanazawa, H. Mori, and T. Endo
    • 雑誌名

      J. Appl. Polym. Sci. 105

      ページ: 3235-3239

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Degradation of Cellulose Acetate Film Containing Diphenyliodonium Salt-Benzophenone.2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hosono, A. Kanazawa, H. Mori, and T. Endo
    • 雑誌名

      Cellulose 14

      ページ: 529-537

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 次世代リチウム二次電池に向けた硫化炭素ポリマー正極活物質の創製2008

    • 著者名/発表者名
      金澤昭彦
    • 学会等名
      東京工業大学資源化学研究所
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] シングルナノサイズ効果を利用する無水プロトン伝導ポリマー2008

    • 著者名/発表者名
      金澤昭彦
    • 学会等名
      高分子学会東北支部会員増強講演会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2008-10-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性リン錯体を開始剤とする水系リビングラジカル重合による単分散ポリ(スチレンスルホン酸ナトリウム)の合成2008

    • 著者名/発表者名
      吉川慧, 金澤昭彦
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2008-09-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] カラムナー液晶性ポリリン酸アルキルアンモニウムの合成と自己組織化イオン伝導材料への応用2008

    • 著者名/発表者名
      吉田勇介, 金澤昭彦, 中島毅彦, 松田雅敏
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 長鎖アルキルアミン-トロポロン水素結合性錯体のサーモトロピック液晶性とイオン伝導性の評価2008

    • 著者名/発表者名
      筑後直樹, 金澤昭彦, 中島毅彦, 松田雅敏
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] サーモトロピック液晶性を示すポリ(スチレンスルホン酸塩)類の合成と高分子電解質への応用2008

    • 著者名/発表者名
      永井裕希, 鈴木昭寛, 金澤昭彦, 中島毅彦, 松田雅敏
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] リン酸塩固体電解質のカラムナー液晶化による一次元イオン伝導チャネルの構築2008

    • 著者名/発表者名
      吉田勇介, 金澤昭彦, 中島毅彦, 松田雅敏
    • 学会等名
      2008年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2008-09-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] カラムナー液晶性キラルヒドロキシカルボン酸塩を用いる一次元ナノ規則構造材料の開発2008

    • 著者名/発表者名
      小沼祐己, 金澤昭彦, 中島毅彦, 松田雅敏
    • 学会等名
      2008年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2008-09-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 脂肪族アミン塩酸塩類のサーモトロピック液晶性とイオン伝導性2008

    • 著者名/発表者名
      斎藤広樹, 金澤昭彦, 中島毅彦, 松田雅敏
    • 学会等名
      2008年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2008-09-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アルキルアミンートロポロン錯体液晶の合成と物性評価2008

    • 著者名/発表者名
      筑後直樹, 金澤昭彦, 中島毅彦, 松田雅敏
    • 学会等名
      2008年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2008-09-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Novel Columnar Liquid-Crystalline Nanomaterials Designed toward Anhydrous Organic Proton Conductors2008

    • 著者名/発表者名
      A. Kanazawa, K. Nakajima and M. Matsuda
    • 学会等名
      SPIE 53th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2008-08-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 新規カラムナー液晶ポリマーの合成と無水プロトン伝導体への応用2008

    • 著者名/発表者名
      金澤 昭彦
    • 学会等名
      高分子学会東北地区活性化若手セミナー
    • 発表場所
      福島
    • 年月日
      2008-03-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 液晶プロトニクス:カラムナー液晶による一次元無水プロトン伝導チャネルの構築2007

    • 著者名/発表者名
      金澤 昭彦
    • 学会等名
      東京工業大学資源化学研究所
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-12-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] カラムナー液晶環境を利用した無水プロトン伝導性ポリマー材料2007

    • 著者名/発表者名
      金澤 昭彦
    • 学会等名
      日本化学会中国四国支部広島地区講演会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-11-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 低分子および高分子カラムナー液晶による一次元無水プロトン伝導チャネルの構築2007

    • 著者名/発表者名
      金澤 昭彦
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 対イオンに酒石酸イオンを有する双頭型長鎖アルキルアンモニウム塩のカラムナー液晶性とイオン伝導性の評価2007

    • 著者名/発表者名
      吉田 勇介, 木村 一成, 金澤 昭彦, 中島 毅彦, 松田 雅敏
    • 学会等名
      第56回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 長鎖アルキルアンモニウム基を有するスチレンスルホン酸塩系液晶ポリマーによる一次元カラムナー構造の構築2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木 昭寛, 筑後 直樹, 金澤 昭彦, 中島 毅彦, 松田 雅敏
    • 学会等名
      第56回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] カラムナー液晶性ジアルキル尿素誘導体による一次元的な無水プロトン伝導チャネルの構築2007

    • 著者名/発表者名
      木村 一成, 金澤 昭彦, 中島 毅彦, 松田 雅敏
    • 学会等名
      第56回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ビホスフィン存在下におけるスチレンのリビングラジカル重合挙動2007

    • 著者名/発表者名
      行田 和起, 金澤 昭彦
    • 学会等名
      第56回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 長鎖アルキル尿素誘導体のカラムナー液晶性とプロトン伝導性の評価2007

    • 著者名/発表者名
      木村 一成, 金澤 昭彦, 中島 毅彦, 松田 雅敏
    • 学会等名
      2007年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-09-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 単分散ポリ(スチレンスルホン酸アルキルアンモニウム)が示すカラムナー液晶挙動2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木 昭寛, 筑後 直樹, 金澤 昭彦, 中島 毅彦, 松田 雅敏
    • 学会等名
      2007年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-09-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 双頭型長鎖アルキルアンモニウム基をもつ酒石酸塩のサーモトロピックカラムナー液晶挙動2007

    • 著者名/発表者名
      吉田 勇介, 木村 一成, 金澤 昭彦, 中島 毅彦, 松田 雅敏
    • 学会等名
      2007年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-09-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] リビングラジカル重合添加剤及びそれを用いたリビングラジカル重合方法2009

    • 発明者名
      金澤昭彦
    • 権利者名
      日本化学工業株式会社
    • 産業財産権番号
      2008-047436
    • 出願年月日
      2009-02-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 非共有結合高分子2008

    • 発明者名
      中島毅彦, 松田雅敏, 金澤昭彦
    • 権利者名
      トヨタ自動車株式会社
    • 産業財産権番号
      2008-189976
    • 出願年月日
      2008-07-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 非共有結合高分子2008

    • 発明者名
      中島毅彦, 松田雅敏, 金澤昭彦
    • 権利者名
      トヨタ自動車株式会社
    • 産業財産権番号
      2008-222373
    • 出願年月日
      2008-08-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 非共有結合高分子2008

    • 発明者名
      中島毅彦, 松田雅敏, 金澤昭彦
    • 権利者名
      トヨタ自動車株式会社
    • 産業財産権番号
      2008-222374
    • 出願年月日
      2008-08-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 非共有結合高分子2007

    • 発明者名
      中島毅彦, 松田雅敏, 金澤昭彦
    • 権利者名
      トヨタ自動車株式会社
    • 産業財産権番号
      2007-220214
    • 出願年月日
      2007-08-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 非共有結合高分子2007

    • 発明者名
      中島毅彦, 松田雅敏, 金澤昭彦
    • 権利者名
      トヨタ自動車株式会社
    • 産業財産権番号
      2007-220142
    • 出願年月日
      2007-08-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 非共有結合高分子および分子デバイス2007

    • 発明者名
      中島毅彦, 松田雅敏, 金澤昭彦
    • 権利者名
      トヨタ自動車株式会社
    • 産業財産権番号
      2007-126536
    • 出願年月日
      2007-05-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 非共有結合高分子およびデバイス2007

    • 発明者名
      中島毅彦, 松田雅敏, 金澤昭彦
    • 権利者名
      トヨタ自動車株式会社
    • 産業財産権番号
      2007-126760
    • 出願年月日
      2007-05-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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