| 研究課題/領域番号 |
13555237
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
工業物理化学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
萩原 理加 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (30237911)
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| 研究分担者 |
百田 邦尭 森田化学工業株式会社, 精密化学薬品事業部, 取締役事業部長
後藤 琢也 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (60296754)
野平 俊之 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (00303876)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | 溶融塩 / イオン性液体 / 室温 / 常温 / イミダゾリウム / フッ化水素 / フッ化物 / 電解質 |
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| 研究概要 |
HF系イミダゾリウム系室温溶融塩について、イミダゾリウムカチオンのアルキル側鎖が異なる塩を系統的に合成し、その物性に及ぼす影響を検討した。その結果、アルキル側鎖の伸長とともにつれて溶融塩の粘性率が上昇し、導電率が減少するという明確な傾向が見られた。モル導電率と粘性率の間にはワルデン則が成立しており、これらの室温溶融塩の低粘性が高導電率をもたらしていることが明らかになった。これらの検討の中で、新たに1,3-ジメチルイミダゾリウムフルオロハイドロジェネート、DMIF・2.3HF(110mScm^<-1>)など、通常の室温溶融塩より1桁高い導電率を有する塩の開発に成功した。1-エチル-3-メチルイミダゾリウムフルオロハイドロジェネートEMIm(HF)_nFについて、アニオン(HF)_nF中のHF組成nを変化させた塩を合成し、状態図を作成した。その結果塩はn≧1.3の組成領域において室温以上で液体状態を保ち、また、1.7≦n≦2.3の組成領域において融点は-60℃でほぼ一定であることがわかった。nが小さくなるにつれてHFの解離圧が事実上零とみなせる温度は高くなり、温度上昇に伴う粘性率の低下から導電率も上がるため、使用温度など、目的に応じた組成制御が可能であることが示唆される。さらにキャパシタ電解質としての性能試験において、有機系電解液に遜色のない高い充電容量と出力密度を有することが確認された。その結果水電解質のセルのスタック数を大幅に減らすことができ、小型電子機器用キャパシタとしての実用化の可能性が飛躍的に高まった。大量合成については実験室レベルで初期の数十倍の量までこぎつけ、サンプル出荷などが可能になってきた。また、これらの塩を出発原料に用いた新しいニオブやタンタル、タングステンなどの遷移金属フルオロ錯イオンを含む新しい室温溶融塩を合成する方法が確立された。
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