| 研究課題/領域番号 |
21K05013
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分32020:機能物性化学関連
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
森澤 勇介 近畿大学, 理工学部, 准教授 (60510021)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 減衰全反射遠紫外分光法 / ハイドレートメルト / 水 / リチウム二次電池 / ナトリウム二次電池 / 水性電解質 / 遠紫外分光法 / 電気化学分光測定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
アメリカUMDのWangらによってLiTFSIの飽和水溶液における電位窓拡張が報告され、高濃度電解質水溶液がリチウムイオン二次電池用電解質として実現された。東大の山田らの2016年のハイドレートメルトの発表からさらに世界的に広がり、2020年度においても多くの論文発表がなされている。すでに多くの研究がなされている中、高濃度電解質中の水についての電子状態変化は理論的研究にとどまり、実験的研究はまだ公表されておらず、その実証を大型施設を用いないデスクトップ型のATR-FUV装置で実現することはその後の、研究室単位での分析が可能となり、分野のすそ野を広げるためのインパクトのある研究である。
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| 研究成果の概要 |
ハイドレートメルト（HM）での電位拡張機構の実証のために，電気化学的減衰全反射遠紫外分光法（EC-ATR-FUV）を用いて電圧印加中でのHMのような高濃度塩水溶液のFUVスペクトルを測定し，その中の水の電子状態の変化を観測し，電気化学的安定性のような物性向上機構を解明することが目的である。
Li塩，Na塩の高濃度溶液での溶液構造をしるために遠紫外スペクトルと，その相補的情報を含む近赤外スペクトルを用いることが有効であることを発見した。EC-ATR-FUVは表面に均一な薄膜を蒸着したEC-ATR-FUVでの測定を行ったところ，電極表面じ生成した被膜の電子スペクトルと思われるものが観測された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ハイドレートメルトなど高濃度塩溶液に対し遠紫外スペクトル，電気化学的遠紫外スペクトルと近赤外スペクトルを用いて，非破壊で溶液構造や電極にできるSEIを分析できる可能性を見出した。これらは大型装置を用いないので各研究室レベルでの実験が可能である。分析方法を確立させることができればポストリチウムイオン電池への展開として、これまで錯体形成による電子状態変化が研究されていない他のアルカリ金属やアルカリ土類金属への研究さらには、フッ化物アニオン以外のアニオンへの展開を加速することができると考えられる。
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