多価カチオン伝導性を有するフレームワーク構造体の電解合成

• 研究課題/領域番号: 25706008
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: ナノ材料工学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 八木 俊介 大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 講師 (60452273)
• 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: 25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円); 2014年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2013年度: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
• キーワード: 電解合成 / フレームワーク / 多価カチオン電池 / 水晶振動子マイクロバランス / 酸化還元反応 / フレームワーク構造 / EQCM / 電気化学水晶振動子マイクロバランス

研究成果の概要

本研究では，ミクロ孔を有するフレームワーク構造体材料を合成し，室温で多価カチオンを伝導する，多価カチオン蓄電池用材料としての可能性について検討した．特に，プルシアンブルーおよびその類似体を用いて，二価のカチオンであるマグネシウムイオンの挿入・脱離が可能であることを明らかにした．また，対アニオンの脱離・挿入や溶媒和分子の共挿入が進行する可能性があることを示した．さらに，共挿入溶媒和分子が静電的な相互作用を軽減し，イオンが拡散しやすくする効果があることを明らかにした．以上の知見は，フレームワーク構造を有する材料を蓄電池用材料として応用する際に特に重要となる．

研究成果

• [雑誌論文] EQCM Analysis of Redox Behavior of Prussian Blue in a Lithium Battery Electrolyte (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yagi, M. Fukuda, R. Makiura, T. Ichitsubo, and E. Matsubara
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. A 巻: 2 号: 21 ページ: 8041-8047
  • DOI: 10.1039/c4ta00410h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermodynamic Consideration on Degradation of Humic Acids by Electrolysis (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yagi, K. Nakatsuji, Y. Satake, A. Nakahira, and M. Anpo
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 82 号: 1 ページ: 19-24
  • DOI: 10.5796/electrochemistry.82.19
  • NAID: 130003387728
  • ISSN: 1344-3542, 2186-2451
  • 査読あり
• [学会発表] Redox Behavior of Prussian Blue in Mg Salt Electrolytes (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yagi, M. Fukuda, T. Ichitsubo, and E. Matsubara
  • 学会等名: The 226th ECS Meeting
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2014-10-06
• [学会発表] EQCM 法によるプルシアンブルーの酸化還元挙動の定量的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福田 格章, 八木 俊介, 牧浦 理恵, 市坪 哲, 松原 英一郎
  • 学会等名: 2014年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] 電気化学QCM法による酸化還元に伴うイオンの脱挿入過程の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 八木俊介
  • 学会等名: 2014年度第1回関西電気化学研究会
  • 発表場所: i-siteなんば（大阪）
  • 年月日: 2014-07-12
  • 招待講演