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固体電解質における分子ダイナミクスが関与した高プロトン伝導メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 23310063
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造科学
研究機関金沢大学

研究代表者

水野 元博  金沢大学, 物質化学系, 教授 (70251915)

研究分担者 井田 朋智  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (30345607)
大橋 竜太郎  金沢大学, 物質化学系, 助教 (50533577)
連携研究者 大橋 竜太郎  金沢大学, 物質化学系, 助教 (50533577)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2011年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
キーワードナノ構造化学 / 燃料電池 / プロトン伝導体 / 固体NMR / 複合材料・物性
研究概要

本研究では固体NMR法を用いてイミダゾールを含んだ結晶や高分子の高プロトン伝導性物質の局所的な構造やダイナミクスを詳細に解析することができた。重水素NMRの広幅スペクトルとQCPMGスペクトルのシミュレーション解析を併用することにより,広い温度範囲で分子運動の解析ができるとともに,一つの分子が振動や回転など複数の運動モードを有する場合や物質内部に運動性の異なる複数のドメインが存在する場合,これらの情報を分離し高精度の解析を行うことができた。本研究によりイミダゾールの再配向運動が関与した高効率なプロトン伝導メカニズム,プロトン伝導経路,プロトン伝導を妨げる要因に関する知見を得ることができた。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (34件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Analysis of Molecular Motion of Proton-Conductive Imidazolium Hydrogen Succinate Crystal using Solid-State NMR2013

    • 著者名/発表者名
      T. Umiyama, R. Ohashi, T. Ida, M. Mizuno
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 42 号: 10 ページ: 1323-1325

    • DOI

      10.1246/cl.130535

    • NAID

      10031201353

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 固体NMR法による材料の機能と結び付いた分子運動の研究2011

    • 著者名/発表者名
      水野元博
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 56 ページ: 583-589

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 固体 NMRによるプロトン伝導性物質の状態解析2014

    • 著者名/発表者名
      水野元博
    • 学会等名
      NIMS微細構造解析プラットホーム2013年度第3回地域セミナー
    • 発表場所
      物質・材料研究機構(つくば)
    • 年月日
      2014-02-04
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 固体NMR によるプロトン伝導性物質の状態解析2014

    • 著者名/発表者名
      水野 元博
    • 学会等名
      NIMS微細構造解析プラットフォーム 2013年度第3回地域セミナー
    • 発表場所
      物質・材料研究機構(つくば)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マロン酸イミダゾリウム結晶の局所構造と分子運動2013

    • 著者名/発表者名
      千頭和瑞貴,海山剛史,大橋竜太郎,井田朋智,水野元博,丹所正孝,清水禎
    • 学会等名
      第52回NMR討論会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂(金沢)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 固体NMRによるPVPAイミダゾール複合体のイミダゾールのダイナミクスとプロトン伝導性の解析2013

    • 著者名/発表者名
      岩崎彩乃,海山剛史,大橋竜太郎,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      第52回NMR討論会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂(金沢)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] PVPA-イミダゾール複合体のイミダゾールのダイナミクスとプロトン伝導性の解析2013

    • 著者名/発表者名
      岩崎彩乃,海山剛史,大橋竜太郎,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マロン酸イミダゾリウム結晶の局所構造と分子運動2013

    • 著者名/発表者名
      千頭和瑞貴,海山剛史,大橋竜太郎,井田朋智,水野元博,丹所正孝,清水禎
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イミダゾール分子間のプロトン移動における透熱ポテンシャル2013

    • 著者名/発表者名
      堀優太,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 分子二量体間のプロトン移動における透熱ポテンシャル2013

    • 著者名/発表者名
      堀優太,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      第16回理論化学討論会
    • 発表場所
      福岡あいれふ(福岡)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 固体NMRによるコハク酸イミダゾリウム結晶の分子運動とプロトン伝導性の解析2013

    • 著者名/発表者名
      海山剛史,大橋竜太郎,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(草津)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] PVPA-イミダゾール複合体におけるイミダゾールのダイナミクスとプロトン伝導性の解析2013

    • 著者名/発表者名
      岩崎 彩乃、海山 剛史、大橋 竜太郎、井田 朋智、水野 元博
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ (京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マロン酸イミダゾリウム結晶の局所構造と分子運動2013

    • 著者名/発表者名
      千頭和 瑞貴, 海山 剛史, 大橋 竜太郎, 井田 朋智, 水野 元博, 丹所 正孝, 清水 禎
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ (京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イミダゾール分子間のプロトン移動における透熱ポテンシャル2013

    • 著者名/発表者名
      堀 優太,井田 朋智,水野 元博
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ (京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 固体NMRによるPVPA-イミダゾール複合体のイミダゾールのダイナミクスとプロトン伝導性の解析2013

    • 著者名/発表者名
      岩崎彩乃, 海山剛史, 大橋竜太郎, 井田朋智, 水野元博
    • 学会等名
      第52回NMR討論会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂(金沢)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マロン酸イミダゾリウム結晶の局所構造と分子運動2013

    • 著者名/発表者名
      千頭和 瑞貴、海山 剛史、大橋 竜太郎、井田 朋智、水野 元博、丹所 正孝、清水 禎
    • 学会等名
      第52回NMR討論会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂(金沢)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アルギン酸-イミダゾール複合体の分子ダイナミクスとプロトン伝導性2013

    • 著者名/発表者名
      近井琢磨,海山剛史,大橋竜太郎,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      平成25年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      北陸先端科学技術大学院大学(石川県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] セバシン酸イミダゾリウム結晶の分子運動とプロトン伝導性2013

    • 著者名/発表者名
      山岸 諒,,海山 剛史,千頭和 瑞貴,水野 元博,井田 朋智,大橋 竜太郎
    • 学会等名
      平成25年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      北陸先端科学技術大学院大学(石川県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 固体NMRによるコハク酸イミダゾリウム結晶の分子運動とプロトン伝導性の解析2013

    • 著者名/発表者名
      海山 剛史
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会(2013)
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 固体NMRによるコハク酸水素イミダゾリウムのプロトン伝導メカニズムの研究2012

    • 著者名/発表者名
      海山剛史,大橋竜太郎,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      第51回NMR討論会
    • 発表場所
      ウインクあいち(名古屋)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] プロトン伝導性 PVPAイミダゾール複合体におけるイミダゾールのダイナミクスの解析2012

    • 著者名/発表者名
      岩崎彩乃,海山剛史,大橋竜太郎,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 量子波束ダイナミクスによるイミダゾール間のプロトン移動シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      堀優太,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イミダゾールのプロトン移動におけるポテンシャル曲面2012

    • 著者名/発表者名
      堀優太,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      第15回理論化学討論会
    • 発表場所
      仙台市福祉プラザ(仙台)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イミダゾールのプロトン移動におけるポテンシャル曲面2012

    • 著者名/発表者名
      堀 優太
    • 学会等名
      第15回理論化学討論会
    • 発表場所
      仙台市福祉プラザ(仙台市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] プロトン伝導性PVPA-イミダゾール複合体におけるイミダゾールのダイナミクスの解析2012

    • 著者名/発表者名
      岩崎 彩乃
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 量子波束ダイナミクスによるイミダゾール間のプロトン移動シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      堀 優太
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 固体NMRによるコハク酸水素イミダゾリウムのプロトン伝導メカニズムの研究2012

    • 著者名/発表者名
      海山 剛史
    • 学会等名
      第52回NMR討論会
    • 発表場所
      ウインクあいち(名古屋市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高プロトン伝導物質PVPA/Im中のイミダゾールのダイナミクスの解析2011

    • 著者名/発表者名
      岩崎彩乃, 海山剛史, 大橋竜太郎, 井田朋智, 水野元博
    • 学会等名
      平成23年度日本化学会北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(石川県)
    • 年月日
      2011-11-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Solid-State NMR Study of Molecular Dynamics of Imidazole Related to Proton Conductivity2011

    • 著者名/発表者名
      海山剛史,大橋竜太郎,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      ISNMR2011
    • 発表場所
      横浜大さん橋ホール(横浜)
    • 年月日
      2011-11-16
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Solid-State NMR Study of Molecular Dynamics of Imidazole Related to Proton Conductivity2011

    • 著者名/発表者名
      海山剛史, 大橋竜太郎, 井田朋智, 水野元博
    • 学会等名
      ISNMR2011
    • 発表場所
      横浜大さん橋ホール(神奈川県)
    • 年月日
      2011-11-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 固体 2H NMRによるプロトン伝導に関与したイミダゾールの分子運動の解析2011

    • 著者名/発表者名
      水野元博
    • 学会等名
      第50回固体NMR・材料フォーラム
    • 発表場所
      京都平安ホテル(京都)
    • 年月日
      2011-10-25
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 固体^2H NMRによるプロトン伝導に関与したイミダゾールの分子運動の解析2011

    • 著者名/発表者名
      水野元博
    • 学会等名
      第50回固体NMR・材料フォーラム
    • 発表場所
      京都平安ホテル(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 固体NMRによるイミダゾール分子のダイナミクスとプロトン伝導性の研究2011

    • 著者名/発表者名
      海山剛史, 大橋竜太郎, 井田朋智, 水野元博
    • 学会等名
      分子科学討論会2011
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 固体NMRによるイミダゾール分子のダイナミクスとプロトン伝導性の研究2011

    • 著者名/発表者名
      海山剛史,大橋竜太郎,井田朋智,水野元博
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マロン酸イミダゾリウム結晶の構造と分子運動

    • 著者名/発表者名
      千頭和  瑞貴
    • 学会等名
      平成24年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      福井大学文京キャンパス(福井県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] セバシン酸イミダゾリウム結晶においての分子運動とプロトン伝導

    • 著者名/発表者名
      松村 平
    • 学会等名
      平成24年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      福井大学文京キャンパス(福井県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 固体 NMR法による材料の機能と結び付いた分子運動の研究2013

    • 著者名/発表者名
      水野元博
    • 出版者
      ケミカルエンジニヤリング,化学工業社
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 研究紹介ホームページ

    • URL

      http://chem.s.kanazawa-u.ac.jp/theo/research.htm

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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