| 研究課題/領域番号 |
23K04693
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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 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
本多 尚 横浜市立大学, 理学部, 教授 (30295505)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 柔粘性イオン結晶 / 固体伝導体 / 柔粘性結晶 / イオン伝導体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
柔粘性イオン結晶は大きなイオン伝導度を示すことから、全固体電池などへの展開が期待されている。しかし、固液中間相の発現機構は未解明である。さらに、「Li, Naや2価の陽イオンからなる柔粘性結晶」が未発見である。そこで本研究では、① Liや2価陽イオンを含む新規柔粘性結晶の開発に挑戦するとともに、その研究を通して②「分子の構造・大きさ」と「分子運動の活性化エネルギー」の関係から柔粘性結晶の発現機構の定量的な解明を目的とする。本研究は、蓄電池など産業分野だけでなく、これまで定性的にしか説明できなかった固液中間相の発現機構を定量的に捉えることから、学術分野における発展にも寄与する。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、(1)Li, Naや2価イオンからなる新規柔粘性イオン結晶の開発と(2)柔粘性結晶の発現機構の解明である。(1)に関しては、陽イオンがLiイオンからなる新規柔粘性イオン結晶を発見し、論文として報告した。
論文の概要：種々のサイズのクラウンエーテルを用いたところ、12-C-4とLi-TFSA塩の組み合わせが柔粘性結晶になることを固体NMRを用いて解明した。また、Na塩に関しては柔粘性イオン結晶にはならないが複雑な結晶構造を持つことも明らかにした。
目的(2)に関しては、計画通りアルキルアンモニウムを陽イオンにし、そのアルキル鎖にイソプロピル基を導入し、新たに6個の柔粘性イオン結晶を発見した。これまでハロゲン化物イオンが陰イオンの場合、柔粘性結晶にはならないか、なっても非常に高温であったが、イソプロピル基の導入で室温で柔粘性結晶になるハロゲン化物を発見した。これはイソプロピル基の遮蔽効果が効いていると考えられ、柔粘性結晶の新たな側面が見えてきた。この成果は第17回分子科学討論会で報告し、現在論文を執筆中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究では2-3年でLiイオンを含む柔粘性イオン結晶を発見する予定であったが、1年で達成でき。論文として発表できた。今年度は2価イオンを含む柔粘性イオン結晶の開発に重点を置い研究を進める。また、柔粘性結晶の発現機構の解明のために、イオンの運動性を制限した環状イオンも導入し、これまでの成果とあわせて考察を深めていく。
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| 今後の研究の推進方策 |
順調に研究が進んでいるので、(1)と(2)の目的達成に向かって研究を進める。
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