| 研究課題/領域番号 |
19H02783
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 鶴岡工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
森永 隆志 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30467435)
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| 研究分担者 |
伊藤 滋啓 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20707806)
佐藤 涼 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (20757166)
正村 亮 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (50757599)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
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| キーワード | イオン液体 / 制御ラジカル重合 / ポリマー電解質 / リビングラジカル重合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究はイオン液体を用いた電気化学デバイスの実用化を目的として、申請者が独自に開発した、移動性の遊離カチオンが発電キャリアとなるように設計されたイオン液体型アニオンポリマーのイオン伝導メカニズムの解明を試みるものである。この知見をもとに新規なキャリア輸送経路を備え、イオン液体系電気化学デバイス用途に特化した電池材料の開発を行う。これにより、イオン液体系電気化学デバイス共通の問題点であるイオン輸率の改善と、電解質－電極界面の構築が可能となり、固体高分子形燃料電池の中高温駆動による小型化、不燃性の材料のみで構築された全固体リチウムイオン電池などへの応用が期待される。
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| 研究成果の概要 |
移動性の遊離カチオンが発電キャリアとなるように設計されたイオン液体型アニオンポリマーを新規に合成した。プロトン性カチオンを遊離カチオンとした場合は、高いプロトン伝導性を発現し、リチウム／グライム錯体を遊離カチオンとした場合はリチウムイオンが高い拡散係数を有することを明らかにした。このように、遊離カチオンの高い運動性はその種類に依らず普遍的な現象であり、新しい発電キャリア輸送メカニズムとしての応用が期待されるものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は、ポリマーの一次構造（発電キャリアの遊離カチオン化）と高次構造（ポリマーブラシ構造）の両方で高イオン伝導性発現の仕掛けを組み込んだ世界初のコンセプトの電池材料を開発するものであり、次世代蓄電デバイスの小型化と安定化による実用化の推進に大きな貢献が可能である。具体的には、中高温・無加湿駆動が可能な固体高分子形燃料電池、不燃性かつ充放電レート特性に優れた全固体リチウムイオン電池、ならびにデンドライトによるサイクル特性低下を伴わないリチウム空気電池への応用が期待される。
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