π共役系－イオン液体型共重合体をビルディングブロックとした混合伝導体の創成

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K13611
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ構造化学
• 研究機関: 鶴岡工業高等専門学校
• 研究代表者: 正村 亮 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (50757599)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: π共役系 / イオン液体 / 電解質 / 高分子材料 / 混合伝導 / プロトン伝導

研究成果の概要

本研究は混合伝導を有する新規有機材料の創成を行ない、構造と電子・イオン伝導性との相関を明らかにすることを目的とした研究を推進した。とりわけプロトン伝導に特化したイオン液体型ポリマーに関しては、イオン液体型ポリマーのPEFC用電解質への応用を拓く材料となり、波及効果が大きい。本研究で合成したイオン液体含有のプロトン伝導性電解質を評価した結果、水素雰囲気下で、明らかなプロトン伝導が確認できた。現在、純粋なプロトン伝導度のみを計測する手法として、直流測定を用いた測定系の確立も進めており、実用化を見据えた研究を推進中である。

自由記述の分野

有機材料、高分子材料

研究成果の学術的意義や社会的意義

発電効率、発電コストを考慮すると、固体高分子型燃料電池（PEFC）の動作温度は、150℃以上が理想である。しかしながら現在用いられている電解質は、プロトン伝導機構として水が必要なため、100℃以上の動作温度では発電性能が著しく低下する。本研究で合成した材料では、プロトン伝導に水ではなくイオン液体を用いるため、100℃以上の高温においても、発電性能が低下しない画期的なPEFCの材料としての利用が可能となりうる。