| 研究課題/領域番号 |
19K15638
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
畠山 歓 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (90822461)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 機能性高分子 / 有機二次電池 / マテリアルズ・インフォマティクス / ラジカルポリマー / 機械学習 / ポリエーテル / 精密重合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
フィルム状の樹脂に電気を貯める"オールプラスチック二次電池"の実現を目的として、高分子固体条件で優れた電子・イオン輸送、酸化還元能を有する新規ポリマーの設計と精密合成を検討する。深層学習の手法も駆使して、従来報告されてきた化合物群の統計情報から上記機能を完備可能な最適設計を抽出するとともに、迅速な設計・合成・評価サイクルの確立を図る。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、二次電池の全部材を高分子で構成した「オールプラスチック電池」の創出を目的に、実現に必要な理論や手法を究明した。データサイエンスの考え方に基づき、固体状態で電気を貯蔵・輸送可能な高分子を設計した後、実際にそれらを有機反応によって合成した。新しく得られた材料を用いながら、オールプラスチック電池をプロトタイプとして試作した。電卓などの電子デバイスの駆動も可能であり、将来的にはフレキシブルデバイスなどへの搭載も見込めることが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体という、分子の熱運動性が著しく制限された条件下で、自在に電荷(電子とイオン)を移動・貯蔵可能な有機材料をすることは従来困難であったが、それを可能にする分子設計への道筋を本研究で見いだすことができた。一連の学術知見や技術を更に発展させることで、例えばラップフィルムのように薄くて柔らかい、そして透明な二次電池を作製できる可能性がある。このような次世代電池は、フレキシブル・ウェアラブルな電子機器など、様々な新規デバイスの電源用途で利用できる可能性がある。
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