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2016 年度 実績報告書

ポルフィリン類縁体の二次電池への利用

研究課題

研究課題/領域番号 15K13639
研究機関名古屋大学

研究代表者

忍久保 洋  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50281100)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードポルフィリン / 二次電池 / 反芳香族性 / 酸化還元
研究実績の概要

本研究では安定した酸化還元特性を有するポルフィリン類縁体を開発し、それを電極活物質として用いる有機二次電池を創生することを目的に研究を行った。本年度は、反芳香族ポルフィリンであるノルコロールの周辺に様々な置換基を導入し、その酸化還元特性を制御することを試みた。ノルコロールに電子求引基や電子供与基を導入すると大きく不安定化し、化合物を単離することができなかった。これは、電子求引基のためLUMOが低下し、あるいは電子供与基のためにHOMOが上昇し、化合物が酸化や求核攻撃に対して不安定になったためと考えた。しかし、ノルコロールに電子求引基と電子供与基の両方を導入した場合には、適度に分子軌道に対して摂動を与えることができ、目的化合物を安定に単離することができた。また、置換基の導入により光学特性や電気化学特性を制御できることが分かった。また、導入した置換基は結晶中でのパッキング構造に大きく影響を与える。その結果、ノルコロール誘導体の固体物性が大きく置換基に依存することが分かった。現在、これらの新規反芳香族ポルフィリン誘導体の二次電池への利用を試みている。
一方、優れた酸化還元特性をもつ環拡張ポルフィリンを電極活物質として用いてリチウム二次電池を作成した。その結果、比較的良好な充電容量およびサイクル特性を示すことが分かった。しかし、その性能はノルコロールを電極活物質として用いた場合には及ばなかった。酸化種および還元種の安定性の向上が必要であることが分かった。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Enhancing low-energy absorption band and charge mobility of antiaromatic NiII norcorroles by their substituents effects2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 ページ: 1112-1115

    • DOI

      10.1039/C6CC09444A

    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis and Properties of 10-Heterocorroles2017

    • 著者名/発表者名
      H. Shinokubo
    • 学会等名
      231th ECS Meeting
    • 発表場所
      New Orleans
    • 年月日
      2017-05-28 – 2017-06-01
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A facile synthesis of novel expanded porphyrinoids: BisNi(II) complexes of dicyanovinylene-di(meso-aryl)dipyrromethene2017

    • 著者名/発表者名
      Nathan Faialaga
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-18 – 2017-03-18
  • [学会発表] 反芳香族ポルフィリンの合成と物性2016

    • 著者名/発表者名
      忍久保 洋
    • 学会等名
      京都大学大学院理学研究科講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-12-28 – 2016-12-28
    • 招待講演
  • [学会発表] 合成化学から生活を豊かにする機能性マテリアル創出へ!2016

    • 著者名/発表者名
      忍久保 洋
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2016-11-15 – 2016-11-15
    • 招待講演
  • [学会発表] A study on organic batteries using porphyrinoid electrodes2016

    • 著者名/発表者名
      Ji-Young SHIN
    • 学会等名
      Pre-ICMM2016
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2016-09-02 – 2016-09-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Antiaromatic Porphyrins2016

    • 著者名/発表者名
      H. Shinokubo
    • 学会等名
      229th ECS Meeting
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-05-31
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Shinokubo group

    • URL

      http://www.apchem.nagoya-u.ac.jp/hshino/top.html

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公開日: 2018-01-16  

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