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ナノ相分離構造の制御を基盤とする高性能燃料電池の構築

研究課題

研究課題/領域番号 26820355
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関公益財団法人神奈川科学技術アカデミー

研究代表者

安藤 伸治  公益財団法人神奈川科学技術アカデミー, 高効率次世代燃料電池プロジェクト, 研究員 (10525348)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードプロトン伝導体 / ナノ相分離構造 / 自己集合 / ヘテロ原子間相互作用 / 水素結合 / 平面構造 / 直交構造 / 燃料電池 / 有機フレームワーク / 酸吸着 / 無加湿プロトン伝導体 / 相分離構造 / 疎水性相互作用 / マルチブロックポリマー / 電解質膜 / 有機化学
研究成果の概要

高性能な燃料電池の実現には、親水部と疎水部が、それぞれナノサイズの集団として相分離し、プロトン輸送部位が明瞭かつ高密度なチャンネル構造を形成して集積化できる新規材料の開発が重要である。本研究では、その特異な集積構造を分子レベルから設計し、ナノ相分離構造を制御した新奇なプロトン伝導体及び電解質膜を構築することに成功した。さらに本研究過程において、急角度に捻れた立体構造と水素結合部位を有する新奇な疎水性ユニットが、プロトン伝導性分子との自己集合により、一次元状に集積した高密度な伝導チャンネルを形成する現象を偶然発見し、明瞭なナノ相分離構造を構築するための新たな自己集合法を開拓することに成功した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 6件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Discrete Self-Assembly and Functionality of Guest Molecules in an Organic Framework2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Ando, Takanori Fukushima, Takeo Yamaguchi
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 28 号: 16 ページ: 5847-5854

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.6b02230

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of Polymer Electrolyte Membranes Based on a Benzothiadiazole Unit for PEFCs2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Amari, Shinji Ando, Takeo Yamaguchi
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 6 号: 101 ページ: 99433-99436

    • DOI

      10.1039/c6ra20784g

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An electron-accepting molecular unit exhibiting an orientational preference favorable for organic photovoltaic applications2015

    • 著者名/発表者名
      K. Akaike, S. Ando, H. Enozawa, A. Kosaka, T. Kajitani, T. Fukushima.
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 583 ページ: 34-39

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2015.03.002

    • 関連する報告書
      2014 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
  • [学会発表] ヘテロ原子間相互作用を利用した新規酸高密度型芳香族系電解質膜の開発2017

    • 著者名/発表者名
      甘利俊太朗、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Easily-Processable Novel Anion Exchange Membrane Composed of Wholly Aromatic Backbone2017

    • 著者名/発表者名
      Graha Hafis、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 新規芳香族系ホスホン酸ポリマーを用いた燃料電池用電解質膜の合成と物性2016

    • 著者名/発表者名
      北沢暢祐、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] PEFC用芳香族系高分子電解質膜におけるベンゾチアジアゾール骨格導入の効果2016

    • 著者名/発表者名
      甘利俊太朗、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己集合能を有する有機フレームワークを利用した高密度プロトン伝導チャンネルの構築2016

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、福島孝典、山口猛央
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Novel Multiblock Copolymer with Benzothiaziazole unit for PEM2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Amari, Shinji Ando, Takeo Yamaguchi
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society
    • 発表場所
      Nara
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-Assembled Organic Frameworks: Crystalline Proton Conductors Based on Inorganic Acid Adsorption2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Ando, Takanori Fukushima Takeo Yamaguchi
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society
    • 発表場所
      Nara
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Discretely Self-Assembled Organic Framework for the Formation of Anhydrous Proton-Conducting Channels2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Ando, Takanori Fukushima Takeo Yamaguchi
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society
    • 発表場所
      Nara
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Heterocyclic Ring Systems on Properties of Aromatic Proton Exchange Membranes for PEFCs2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Amari, Shinji Ando, Takeo Yamaguchi
    • 学会等名
      PRiME 2016/230th ECS Meeting
    • 発表場所
      Honolulu
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesize and Physical Properties of Novel Proton Exchange Based on Heterocyclic Ring Systems2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Amari, Shinji Ando, Takeo Yamaguchi
    • 学会等名
      The Fifth International Education Forum on Environment and Energy Science
    • 発表場所
      San Diego, 2016.12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベンゾチアジアゾール骨格を基盤とした高い膨潤抑制能を有する新規芳香族系高分子電解質膜の開発2016

    • 著者名/発表者名
      甘利俊太朗、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      日本膜学会第38年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 自己集合により誘起される高密度な無加湿プロトン伝導チャンネルの構造と物性2016

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、福島孝典、山口猛央
    • 学会等名
      日本膜学会第38年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 自己集合型有機フレームワーク:近接水素結合ネットワークを有する特異な無加湿プロトン伝導チャンネルの構造と物性2016

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、福島孝典、山口猛央
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 優れた耐膨潤性を有するPEFC用含ヘテロ芳香族系高分子電解質膜の開発2016

    • 著者名/発表者名
      甘利俊太朗、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロ原子間相互作用を基盤とした新規PEFC用芳香族系高分子電解質膜の開発2016

    • 著者名/発表者名
      甘利俊太朗、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性有機フレームワーク:一次元状に集積したアニオン伝導チャンネルの構築2016

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、福島孝典、山口猛央
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高効率なプロトン伝導を発現するPEFC用含ヘテロ芳香族系高分子電解質膜の開発2016

    • 著者名/発表者名
      甘利俊太朗、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      膜シンポジウム2016
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of Novel Polymer Electrolyte Membrane with Heterocyclic Ring Systems2015

    • 著者名/発表者名
      S. Amari, S. Ando, T. Yamaguchi

    • 学会等名
      The Fourth International Educational Forum on Environment and Energy Science
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2015-12-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 無加湿プロトン伝導チャンネルを形成する新規な自己集合法2015

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      神奈川県ものづくり技術交流会技術フォーラム
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 立体構造と水素結合を制御したプロトン伝導体の構築2015

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、福島孝典、山口猛央
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 含α,α-ジフルオロホスホン酸芳香族系ポリマーを基盤とした新規電解質膜の開発2015

    • 著者名/発表者名
      北沢暢祐、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Self-Assembled Organic Framework: Wholly Organic Anhydrous Proton Conductor2015

    • 著者名/発表者名
      S. Ando, T. Fukushima, T. Yamaguchi
    • 学会等名
      19th European Symposium on Organic Chemistry
    • 発表場所
      Lisbon
    • 年月日
      2015-07-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子フェンス:自己集合を利用した分子ケージとその機能2015

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、福島孝典、山口猛央
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高いイオン交換基容量及び膨潤抑制能を有するPEFC用含ヘテロ芳香族系電解質膜の開発2015

    • 著者名/発表者名
      甘利俊太朗、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      日本膜学会第37年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規ペンダント構造を有する芳香族系マルチブロックポリマーの開発と燃料電池用電解質膜への応用2015

    • 著者名/発表者名
      北沢暢祐、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      日本膜学会第37年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロ原子間相互作用を基盤とした新規固体高分子形燃料電池用電解質膜の開発2015

    • 著者名/発表者名
      甘利俊太朗、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機ナノ空間を基盤とした新規プロトン伝導体の開発2014

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、福島孝典、山口猛央
    • 学会等名
      膜シンポジウム2014
    • 発表場所
      兵庫
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロ原子間相互作用を用いた固体高分子形燃料電池用新規電解質膜の開発2014

    • 著者名/発表者名
      甘利俊太朗、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      化学工学会関東大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Pore–Filling and Thermally Cross–Linked Polyethersulfone Membranes with High Ion Exchange Capacity and Thermal Stability for PEFCs2014

    • 著者名/発表者名
      S. Ando, D. Arima, H. Kuroki, H. Ohashi, S. Yao, T. Yamaguchi
    • 学会等名
      226th Meeting of The Electrochemical Society
    • 発表場所
      Mexico
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] アントラノールーアクリジンダイアド:有機ナノ空間を利用した高温型プロトン伝導体の創製2014

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、橋爪大輔、福島孝典、山口猛央
    • 学会等名
      2014年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリイミド多孔質膜の開発と応用2014

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、有馬大介、黒木秀記、大橋秀伯、八尾滋、山口猛央
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] PEFC用含ヘテロ芳香族系高分子電解質膜の構造と性能2014

    • 著者名/発表者名
      甘利俊太郎、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      化学工学会第46回秋季大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Pore–Filling Aromatic Polymer Electrolyte Membranes with High Ion Exchange Capacity for Fuel Cell Application2014

    • 著者名/発表者名
      S. Ando, D. Arima, H. Kuroki, H. Ohashi, S. Yao, T. Yamaguchi
    • 学会等名
      10th International Congress on Membranes and Membrane Processes 2014
    • 発表場所
      China
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 含ヘテロ芳香族系マルチブロックポリマーの合成と電解質膜への応用2014

    • 著者名/発表者名
      甘利俊太郎、安藤伸治、山口猛央
    • 学会等名
      日本膜学会第36年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温耐性及び高イオン交換基容量を有する全芳香族細孔フィリング電解質膜の開発2014

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、有馬大介、黒木秀記、大橋秀伯、八尾滋、山口猛央
    • 学会等名
      日本膜学会第36年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 表面・界面ハンドブック:固体高分子形燃料電池用電解質膜の開発2016

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、山口猛央
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 表面・界面ハンドブック:第5編「固体高分子形燃料電池用電解質膜の開発」2016

    • 著者名/発表者名
      安藤伸治、山口猛央
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [産業財産権] プロトン伝導性材料、電解質膜及び固体高分子形燃料電池2014

    • 発明者名
      山口猛央、安藤伸治、甘利俊太朗
    • 権利者名
      山口猛央、安藤伸治、甘利俊太朗
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-169879
    • 出願年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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