| 研究課題/領域番号 |
16350072
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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, 教授 (30237911)
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| 研究分担者 |
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)
小原 真司 財団法人高精度光科学研究センター, 放射光研究所, 研究員 (90360833)
齊藤 唯理亜 産業総合技術研究所, 研究員 (10357072)
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| キーワード | イオン液体 / 溶融塩 / 伝導率 / 耐電圧 / 電解質 |
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| 研究概要 |
低粘性率、高導電率を有するイオン液体、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(FH)_<2.3>Fをはじめとするジアルキルイミダゾリウムフルオロハイドロジェネート塩について磁場勾配NMR測定により、自己拡散係数を求め、イオン移動度に関する知見を得た。またグロータス機構による高速プロトン移動がないことも明らかにした。また、カチオン上のアルキル側鎖の長さによってイオン会合状態が異なるが、必ずしも会合度が高くなると導電率が下がる傾向にはなく、会合体の構造が粘性率、ひいては導電率に大きく影響していることが明らかとなった。フルオロハイドロジェネートアニオンを安定化するアンモニウムカチオンオンとして、イミダゾリウムのほかにピリジニウム、ピロリジニウム、ピペリジニウム、モルフォルニウムなどが見出されてきている。また、アニオン中におけるHF組成を制御することによって得られるEMIm(FH)_nFについて1.0<n<2.6の組成範囲で状態図を作成し、この組成範囲でn=1,1.5,2の3種類の化合物塩が存在することを明らかにした。粘性率はnの減少とともに増大しそれに伴って導電率は減少する。熱的安定性はnの減少とともに向上する。一方電気化学窓はnの値にあまり依存しなかった。これらの研究により、応用目的に応じてフルオロハイドロジェネートアニオン構造を制御することが可能になり、中温作動形無加湿燃料電池電解質への応用が可能になった。なお本研究申請時に使われていた「イオン性液体」の用語は最近「イオン液体」に変わりつつあり、学術的にもより適切な用語であると考えられるので、当報告ではタイトルは申請時のままにしているが、本文中は新しい用語に改めている。
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