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高機能なナノポーラスカーボンの開発とエネルギー材料への応用

研究課題

研究課題/領域番号 25620160
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 有機・ハイブリッド材料
研究機関名古屋大学

研究代表者

吉川 浩史  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (60397453)

研究分担者 谷藤 尚貴  米子工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (80423549)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014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)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードナノポーラス炭素 / 電気二重層 / キャパシタ / 二次電池 / ポリオキソメタレート / ゼオライト / 金属有機構造体 / メソポーラス炭素 / 電気化学特性 / シリカ / ナノポーラスカーボン
研究成果の概要

ナノポーラスカーボン(NPC)は、その空孔や高い表面積などから、電極材料などへの応用の点で近年非常に注目を集めている。本研究では、主にゼオライトや金属有機構造体といった鋳型を利用して3次元の構造を有する高表面積なNPCを作製することに成功するとともに、ポリオキソメタレート(POM)とのナノ複合体を作製し、電極材料特性を検討した。その結果、NPCの表面積だけでなく、構造や伝導性などがNPCの電気二重層(EDL)容量やナノ複合体電池の容量増大に重要であると分かった。また、XAFSや固体NMR測定から、POMの酸化還元とNPCのEDL容量の共存が高容量化の鍵であることが分かった。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 8件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Monitoring the Solid-state Electrochemistry of Cu(2,7-AQDC) (AQDC=anthraquinone dicarboxylate) in a Lithium Battery: Coexistence of Metal and Ligand Redox Activities in a Metal-Organic Framework2014

    • 著者名/発表者名
      Z. Zhang, H. Yoshikawa, K. Awaga
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136(46) 号: 46 ページ: 16112-16115

    • DOI

      10.1021/ja508197w

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Crystal-to-Crystal Transformation in Solid-State Electrochemical Doping of Cl- Ions to a Nano-Porous Neutral Radical, Lithium Phthalocyanine; Revelation of Electron-Electron Correlations in a 1D Half-Filled System2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Miyoshi, Hirofumi Yoshikawa, Kunio Awaga
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 16 号: 39 ページ: 9266-9272

    • DOI

      10.1039/c4ce01222d

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Super-Reduced Polyoxometalates: Excellent Molecular Cluster Battery Components and Semipermeable Molecular Capacitors2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Nishimoto, Daisuke Yokogawa, Hirofumi Yoshikawa, Kunio Awaga, and Stephan Irle
    • 雑誌名

      Journal of the American Society

      巻: 136 号: 25 ページ: 9042-9052

    • DOI

      10.1021/ja5032369

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The solid-state electrochemical reduction process of magnetite in Li batteries: in-situ magnetic measurements toward electrochemical magnets2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Yamada, Kantaro Morita, Keita Kume, Hirofumi Yoshikawa, and Kunio Awaga
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 2 号: 26 ページ: 5183-5188

    • DOI

      10.1039/c4tc00299g

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cathode Composition Dependence of the Battery Performance of Polyoxometalate (POM)-Molecular Cluster Batteries2014

    • 著者名/発表者名
      Heng Wang, Tetsuya Yamada, Shun Hamanaka, Hirofumi Yoshikawa, and Kunio Awaga
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 43 号: 7 ページ: 1067-1069

    • DOI

      10.1246/cl.140233

    • NAID

      130004868249

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Antiaromatic Electrode-Active Material Enabling High Capacity and Stable Performance of Rechargeable Batteries2014

    • 著者名/発表者名
      J.-Y. Shin, T. Yamada, H. Yoshikawa, K. Awaga, and H. Shinokubo
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed

      巻: 53 号: 12 ページ: 3096-3101

    • DOI

      10.1002/anie.201310374

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Storage of an electric field for photocurrent generation in ferroelectric-functionalized organic devices2014

    • 著者名/発表者名
      L. Hu, S. Dalgleish, M. M. Matsushita, H. Yoshikawa, K. Awaga
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 5 号: 1

    • DOI

      10.1038/ncomms4279

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electron-Transfer Processes in Highly-Correlated Electron Systems of Thiazyl Radicals2014

    • 著者名/発表者名
      K. Awaga, K. Nomura, H. Kishida, W. Fujita, H. Yoshikawa, M. M. Matsushita, L. Hu, Y. Shuku, and R. Suizu
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 87 号: 2 ページ: 234-249

    • DOI

      10.1246/bcsj.20130248

    • NAID

      130004153276

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced capacitor effects in polyoxometalate/graphene nanohybrid materials; a synergetic approach to high performance energy storages2014

    • 著者名/発表者名
      Keita Kume, Naoya Kawasaki, Heng Wang, Tetsuya Yamada, Hirofumi Yoshikawa and Kunio Awaga
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A

      巻: 2 号: 11 ページ: 3801-3807

    • DOI

      10.1039/c3ta14569g

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvent-Induced Assembly of Octacyanometalates-Based Coordination Polymers with Unique afm1 Topology and Magnetic Properties2013

    • 著者名/発表者名
      J. Qian, J. Hu, J. Zhang, H. Yoshikawa, K. Awaga, C. Zhang
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 13 号: 12 ページ: 5211-5219

    • DOI

      10.1021/cg400909b

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Capacitance Effects Superimposed on Redox Processes in Molecular Cluster Batteries : A Synergic Route to High Capacity Energy Storage2013

    • 著者名/発表者名
      H. Wang, Z. Zeng, N. Kawasaki, H. Eckert, H. Yoshikawa, K. Awaga
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J

      巻: 19 号: 34 ページ: 11235-11240

    • DOI

      10.1002/chem.201300097

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecule-Displacive Ferroelectricity in Organic Supramolecular Solids2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ye, Y. Zhang, S. Noro, K. Kubo, M. Yoshitake, Z. Liu, H. Cai, D. Fu, H. Yoshikawa, K. Awaga, R. G. Xiong and T. Nakamura
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 3 号: 1 ページ: 2249-2249

    • DOI

      10.1038/srep02249

    • NAID

      120006795651

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ Seamless Magnetic Measurements for Solid-State Electrochemical Processes in Prussian Blue Analogues2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, K. Morita, H. Wang, K. Kume, H. Yoshikawa, and K. Awaga,
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 52 号: 24 ページ: 6238-6241

    • DOI

      10.1002/ange.201301084

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 配位化合物の蓄電特性と機能解明2015

    • 著者名/発表者名
      吉川 浩史
    • 学会等名
      第2回 東北大学リーディング大学院研究会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-02-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子クラスターとそのナノカーボン複合体を利用した電気化学エネルギーデバイス特性の開拓と現象解明2014

    • 著者名/発表者名
      吉川 浩史
    • 学会等名
      第9回 超分子研究会講座
    • 発表場所
      上智大学
    • 年月日
      2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrochemical Magnetism of Prussian Blue Analogues and Magnetite2014

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Yoshikawa, Tetsuya Yamada, Kunio Awaga
    • 学会等名
      the 2nd Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多核錯体クラスターの電子スポンジ機能を利用した二次電池の開発2013

    • 著者名/発表者名
      吉川浩史
    • 学会等名
      錯体化学会第63回討論会
    • 発表場所
      琉球大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 固体電気化学を基盤とした分子クラスターの機能開拓2013

    • 著者名/発表者名
      吉川浩史
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子クラスター/ナノカーボン複合体を用いた電気エネルギーデバイス2013

    • 著者名/発表者名
      吉川浩史
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Solid-state Electrochemistry of Molecular Clusters2013

    • 著者名/発表者名
      H. Yoshikawa
    • 学会等名
      The 15th Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      Resorts World Sentosa, Singapore
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Molecular Cluster Batteries2013

    • 著者名/発表者名
      H. Yoshikawa
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D & Materials Research (CC3DMR) 2013
    • 発表場所
      Ramada Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 二次電池2015

    • 発明者名
      阿波賀邦夫、吉川浩史、張中岳
    • 権利者名
      阿波賀邦夫、吉川浩史、張中岳
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-042831
    • 出願年月日
      2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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