| 研究課題/領域番号 |
21K05232
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
|
|---|
| 研究機関 | 東海大学 |
|---|
研究代表者 |
伊藤 建 東海大学, 理学部, 教授 (50376935)
|
|---|
| 研究分担者 |
小口 真一 東海大学, 理学部, 准教授 (90580499)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
|
|---|
| キーワード | 無機－有機ハイブリッド / ポリ酸 / 界面活性剤 / イオン液体 / 結晶 / プロトン伝導性 / 層状結晶 / 伝導性 / プロトン伝導 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
燃料電池は環境負荷低減の観点から種々の動力源として期待される。水素－酸素型燃料電池の車載向け利用には、100℃以上の中温領域・無加湿条件下で機能する高性能プロトン伝導体が必要である。我々は、伝導性無機クラスター（ポリ酸）と界面活性剤から、プロトン伝導性を発現する無機－有機ハイブリッド結晶を合成してきた。本研究では、ポリ酸－界面活性剤ハイブリッド結晶のプロトン含有量と伝導パスとなるポリ酸の配列を精密に制御して、中温領域・無加湿条件下で高プロトン伝導性を発現させることを目指す。
|
| 研究成果の概要 |
モリブデンやタングステン、バナジウムの各種ポリオキソ酸アニオンを用いて、界面活性剤やイオン液体のカチオンと無機－有機ハイブリッド結晶を合成した。対カチオンの種類や結晶化条件を変化させてハイブリッド結晶の組成や構造を精密に制御し、プロトン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンなどをハイブリッド結晶中に導入することに成功した。これらは、室温～200℃の温度領域でプロトン伝導性を示し、燃料電池などの固体電解質として期待される。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた無機－有機ハイブリッド結晶は、いずれも世界的に唯一無二の化合物であり、学術的意義は非常に高い。良好なプロトン伝導性を発現するハイブリッド結晶も得られており、現行の燃料電池の性能向上、次世代型燃料電池の創出に貢献できると期待される。熱安定性の向上など更なる性能向上がなされれば実装化なども視野に入ってくるので、環境負荷低減型の社会の実現へ向けて社会的波及効果も大きいといえる。
|
