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2009 年度 実績報告書

電気化学デバイス用イオン液体の機能発現に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17073013
研究機関京都大学

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)

研究分担者 野平 俊之  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (00303876)
キーワードイオン液体 / 溶融塩 / 電気化学 / イオン導電性 / 粘性率 / 燃料電池 / 電気二重層キャパシタ / リチウム電池
研究概要

EMPyr(FH)_<1.7>F-HEMA(モル比9:1)複合化電解質膜を用いた燃料電池無加湿下で発電を行い、最大出力密度は75mWcm^<-2>を得た。また、PTFEフィルターを担体とし、BMaoePyr(FH)_<2.3>Fを重合させることにより作られた電解質膜を用いた無加湿下発電では、298Kにおいて最高出力密度8.9mWcm^<-2>を得た。電気二重層キャパシタ用電解質として最も大きな容量を与えたのはDMIm(FH)_<2.3>Fであり、178Fg^<-1>であった。FHILを用いたEDLCは低温を含めた広い温度範囲で高容量を示すことがわかった。中温作動型リチウムニ次電池用のTFSA溶融塩(モル分率X_<LiTFSA>=0.20、X_<KTFSA>=0.10、X_<CsTFSA>=0.70)を用いた二電極式のLi/LiFePO_4電池において、充放電レート1Cで40サイクル目以降、充放電容量の減少はほとんど見られず、非常に高いサイクル安定性を示した。また、5Cレートで90mAhg^<-1>の放電容量を示した。導電率が高く粘性率の低い、X_<NaTFSA>=0.10の組成を持つNaTFSA-CsTFSA二元系溶融塩を用いたNa/NaCrO_2電池では、充放電レート10mA(g-NaCrO_2)^<-1>で2.8V vs. Na^+/Naにおいてほぼ一段の平坦部が現れる充放電曲線となった。10サイクル後の充電容量ならびに放電容量はそれぞれ83.4、83.1mAh(g-NaCrO_2)^<-1>となり、可逆的な充放電が可能であった。

  • 研究成果

    (74件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 19件) 学会発表 (53件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Electrochemical properties of alkalibis (trifluoromethylsulfonyl) amides and their eutectic mixtures2010

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kubota
    • 雑誌名

      Electrochimici Acta 55, No.3

      ページ: 1113-1119

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Porous silicon formation in fluorohydrogenate ionic liquids2010

    • 著者名/発表者名
      Ofer Raz
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society 157, No.3

      ページ: H281-H286

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syntheses and Physicochemical propertles of low melting salts based on VOF4-and MoOF5-, and the molecular geometries of the dimeric (VOFd-) 2 and Mo204F62-anions2010

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Kanatani
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry 2010, Issue 7

      ページ: 1049-1055

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the cationic structures of fluorohydrogenate ionic liquid electrolytes on the electric double layer capacitance2010

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Senda
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources 195, No.13

      ページ: 4414-4417

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical properties of l-ethyl-3-methylimidazolium difluorophosphateionic liguid as an electrolyte for electric double layer capacitors2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Matsumoto
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society 157. No.5

      ページ: A578-A581

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room-temperature fluorohydrogenate ionic liquids of alkylpyridinium cations and allylated quarternary cyclic ammonium cations2009

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yamagata
    • 雑誌名

      Electrochemical and Solid-State Letters 12

      ページ: F9-F12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical preparation of graphite intercalation compounds containing a cyclic amide, [CF2(CF2SO2)2N]2009

    • 著者名/発表者名
      Bahar Ozmen-Monkul
    • 雑誌名

      Journal of Fluorine Chemistry 130

      ページ: 581-585

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physlcal and electrochemical propertles of 1-ethy1-3-methyllmldazoliumionic liquids of mixed anions, (FH)nF-, BF4-, and N(SO2CF3)22009

    • 著者名/発表者名
      Junya Ohtsuki
    • 雑誌名

      Electrochemistry 77

      ページ: 624-626

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physicochemical properties of EMPyrCI1-ZnC12 melts and electrodeposition of molybdenum from the equimolar melt at 150℃2009

    • 著者名/発表者名
      Toshivuki Nohira
    • 雑誌名

      Electrochemistry 77

      ページ: 687-689

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical reduction of silicon tetrachloride in an intermediate-temperature ionic liquid2009

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Nishimura
    • 雑誌名

      Electrochemistry 77

      ページ: 683-686

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new series of ionic liquids based on the difluorophosphate anion2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Matsumoto
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 48

      ページ: 7350-7358

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical properties of alkalibis (trifluoromethylsulfonyl) amides and their eutectic mixtures2009

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kubota
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta 55

      ページ: 1113-1119

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemically stable fluorohydrogenate ionic liquids based on quaternary phosphonium cations2009

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Kanematsu
    • 雑誌名

      Electrochemistry Communications 11

      ページ: 1312-1315

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal properties of N-alkyl-N-methylpyrrolidinium and N-butylpyridinium fluorometallates and physicochemical properties of their melts2009

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Kanatani
    • 雑誌名

      Journal of Fluorine Chemistry 130

      ページ: 979-984

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Syntheses and physicochemical properties of new ionic liquids based on the hexafluorouranate anion2009

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Kanatani
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 38

      ページ: 714-715

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silicon-air batteries2009

    • 著者名/発表者名
      Gil Cohn
    • 雑誌名

      Electrochemistry Communications 11

      ページ: 1916-1918

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of the SiC14 diffusion coefficient in a room-temperatureionic liquid by an optical Moire-pattern technique2009

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Nishimura
    • 雑誌名

      ECS Transactions 16

      ページ: 13-23

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ Raman spectroscopy studies of the electrolyte-substrate interface during electrodeposition of silicon in a room-temperature ionic liquid2009

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Nishimura
    • 雑誌名

      ECS Transactions 16

      ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binary and ternary mixtures of MFSA (M=Li, K, Cs) as new inorganic ionic liquids2009

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kubota
    • 雑誌名

      ECS Transactions 16

      ページ: 91-98

    • 査読あり
  • [学会発表] (Ll, K, Cs)FSA3元系溶塩融を用いたリチウム二次電池の性能評価2010

    • 著者名/発表者名
      沼田昂真
    • 学会等名
      電気化学第77回大会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      20100329-20100331
  • [学会発表] 無加湿広温域作動燃料電池を目指したフルオロハイドロジェネートイオン液体-高分子複合膜の開発2010

    • 著者名/発表者名
      徐佳
    • 学会等名
      電気化学第77回大会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      20100329-20100331
  • [学会発表] フルオロハイドロジェネートイオン液体での酸素還元反心解析2010

    • 著者名/発表者名
      谷友太
    • 学会等名
      電気化学第77回大会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      20100329-20100331
  • [学会発表] PO2F2系イオン液体のキャパシタ用電解質特性2010

    • 著者名/発表者名
      松本一彦
    • 学会等名
      電気化学第77回大会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      20100329-20100331
  • [学会発表] 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イオン液体の構造とイオン間相互作用2010

    • 著者名/発表者名
      榎本武史
    • 学会等名
      電気化学第77回大会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      20100329-20100331
  • [学会発表] アルキル鎖とアニオン構造がフルオロハイドロジェネートイオン液晶の物性に与える影響2010

    • 著者名/発表者名
      徐飛
    • 学会等名
      電気化学第77回大会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      20100329-20100331
  • [学会発表] ピロリジニウム系柔粘性結晶の電気化学的挙動2010

    • 著者名/発表者名
      谷木良輔.
    • 学会等名
      電気化学第77回大会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      20100329-20100331
  • [学会発表] 高機能イオン液体の開発と応用に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      萩原理加
    • 学会等名
      電気化学第77回大会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      20100329-20100331
  • [学会発表] 中低温で作動するアルカリ金属電池用溶融塩の開発2010

    • 著者名/発表者名
      萩原理加
    • 学会等名
      電気化学第77回大会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      20100329-20100331
  • [学会発表] 低融点・低粘性フッ化物イオン液体の開発2010

    • 著者名/発表者名
      萩原理加
    • 学会等名
      財)生産開科学研究所平成21年度第25回新材料・新技術利用研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-01-29
  • [学会発表] フッ化物イオン液体の電解質としての可能性2010

    • 著者名/発表者名
      萩原理加
    • 学会等名
      電気化学会キャパシタ技術委員会平成22年度第1回研究会
    • 発表場所
      吹田市
    • 年月日
      2010-01-12
  • [学会発表] フッ化黒鉛の脱フッ素化から調製した低孔炭素の電気化学キャパシタ特性2009

    • 著者名/発表者名
      白石壮志
    • 学会等名
      第36回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20091201-20091203
  • [学会発表] フルオロハイドロジェネートイオン液体-高分子複合化膜を用いた無加湿作動燃料電池2009

    • 著者名/発表者名
      徐佳
    • 学会等名
      第50回電池討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091130-20091202
  • [学会発表] (Li,K,Cs)FSA3元系溶融塩の物性とリチウムニ次電池への応用2009

    • 著者名/発表者名
      沼田昂真
    • 学会等名
      第50回電池討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091130-20091202
  • [学会発表] NaTFSA-CsTFSA2元系溶融塩を用いた中低温作動ナトリウム二次電池2009

    • 著者名/発表者名
      石橋達也
    • 学会等名
      第50回電池討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091130-20091202
  • [学会発表] フルオロハイドロジェネート系イオン液体を用いたEDLCのサイクル特性2009

    • 著者名/発表者名
      千田篤
    • 学会等名
      第50回電池討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091130-20091202
  • [学会発表] フルオロハイドロジェネート形燃料電池(FHFC)の酸素還元反応解析2009

    • 著者名/発表者名
      谷友太
    • 学会等名
      第50回電池討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091130-20091202
  • [学会発表] (Li, K, Cs)TFsA3元系溶融塩中におけるLi金属の析出・溶解挙動とLi/LiFePO4電池の特性2009

    • 著者名/発表者名
      藤森徹也
    • 学会等名
      第50回電池討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091130-20091202
  • [学会発表] 低融点・低粘性フツ化物イオンわ液体の開発2009

    • 著者名/発表者名
      萩原理加
    • 学会等名
      第33回電解技術討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091124-20091125
  • [学会発表] ウラン、バナジウムおよびモリブテンのフルオロ錯アニオンを含むイオン液体2009

    • 著者名/発表者名
      金谷崇系
    • 学会等名
      第41回溶融塩化学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091119-20091120
  • [学会発表] フルオロハイドロジェネートイオン液晶の構造と性質2009

    • 著者名/発表者名
      徐飛
    • 学会等名
      第41回溶融塩化学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091119-20091120
  • [学会発表] ピロリジニウム系フルオロハイドロジェネートの側鎖が物性に与える影響2009

    • 著者名/発表者名
      谷木良輔
    • 学会等名
      第41回溶融塩化学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20091119-20091120
  • [学会発表] 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イオン液体の構造及び物性2009

    • 著者名/発表者名
      榎本武史
    • 学会等名
      第33回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20091019-20091020
  • [学会発表] VOF4-、MoOF5-およびMoO2F3-をアニオンとる芳香族アンモニウム塩の物理化学的性質と構造解析2009

    • 著者名/発表者名
      金谷崇系
    • 学会等名
      第33回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20091019-20091020
  • [学会発表] MTFSA(M=Ag,Cu,In)の熱的挙動2009

    • 著者名/発表者名
      松井俊文
    • 学会等名
      第33回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20091019-20091020
  • [学会発表] フルオロハイドロジェネートアニオンを有する柔粘性イオ結晶2009

    • 著者名/発表者名
      谷木良輔
    • 学会等名
      第33回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20091019-20091020
  • [学会発表] The Electrochemical Formation Mechanism of Silicon in Non-Aqueous Solvents2009

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Nishimura, Tetsuo Nishida, Caetano R. Miranda, Yasuhiro Fukunaka, Toshiyuki Nohira, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      216th Electrochemical Society Meeting
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      20091004-20091009
  • [学会発表] 低粘性ホスホニウムフルオロハイドロジェネートイオン液体の合成と物性2009

    • 著者名/発表者名
      榎本武史
    • 学会等名
      2009年電気化学萩季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20090910-20090911
  • [学会発表] アルカリ金属パーフルオロスルフォニルアミド塩の電解質特性2009

    • 著者名/発表者名
      窪田啓吾
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20090910-20090911
  • [学会発表] 電気化学デバイス用イオン液体の開発と機能化2009

    • 著者名/発表者名
      萩原理加
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20090910-20090911
  • [学会発表] New ionic liquids based on the difluorophosphate anion2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Matsumoto, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      19th International Symposium on Fluorine Chemistry
    • 発表場所
      Jackson Hole, Wyoming USA
    • 年月日
      20090823-20090828
  • [学会発表] Ionic Liquids based on the Transition Metal Fluorocomplex Anions2009

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Kanatani
    • 学会等名
      19th Internatlonal Symposlum on Fluorlne Chemistry
    • 発表場所
      Jackson Hole, Wyoming USA
    • 年月日
      20090823-20090828
  • [学会発表] Fluorohydrogenate Ionic Liquid Fuel Cells Operating at Intermediate Temperature under Unhumidified Condition2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Nohira, Kouji Ogasawara, Takashi Hayashida, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Polymer Batteries and Fuel Cells
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      20090802-20090806
  • [学会発表] フルオロハイドロジェネート系イオン液体を用いたEDLCの寺評価2009

    • 著者名/発表者名
      千田篤匝
    • 学会等名
      第11回化学電池材料研究会ミーティング
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20090608-20090609
  • [学会発表] (Li,K,Cs)TFSA3元系溶融塩を用いたLi/LiFePO4電池の特性2009

    • 著者名/発表者名
      藤森徹也
    • 学会等名
      第11回化学電池材料研究会ミーティング
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20090608-20090609
  • [学会発表] NaTFSA-CsTFSA2元系溶融塩の物性とNa/NaCrO2電池への応用2009

    • 著者名/発表者名
      石橋達也
    • 学会等名
      第11回化学電池材料研究会ミーティング
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20090608-20090609
  • [学会発表] Mesophase Behavior of Fluorohydrogenate Salts2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Matsumoto, Ryosuke Taniki, Fei Xu, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      3rd Congress on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090531-20090604
  • [学会発表] The Electrodeposition Mechanism of Silicon in a Room-Temperature Ionic Liquid2009

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Nishimura, Toshiyuki Nohira, Tetsuo Nishida, Caetano R. Miranda, Yasuhiro Fukunaka, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      3rd Congress on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090531-20090604
  • [学会発表] Unhumidified Fuel Cells Operating at Intermediate Temperature Using Fluorohydrogenate Ionic Liquids2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Nohira, Kouji Ogasawara, Takashi Hayashida, Rika Hagiwara
    • 学会等名
      3rd Congress on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090531-20090604
  • [学会発表] Electrochemical Behavior of Fluorohydrogenate Ionic Liquids in Electric Double Layer Capacitors2009

    • 著者名/発表者名
      Rika Hagiwara
    • 学会等名
      3rd Congress on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090531-20090604
  • [学会発表] Syntheses and physicochemical properties of ionic liquids based on the hexafluorouranate anion2009

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Kanatani
    • 学会等名
      3rd Congress on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090531-20090604
  • [学会発表] Physicochemical properties of mixed MFSA (M=Li, Na, K, Rb, Cs) ionic liquids2009

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kubota
    • 学会等名
      3rd Congress on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090531-20090604
  • [学会発表] Recent topics on ionic liquid fluorides studied at Kyoto University2009

    • 著者名/発表者名
      Rika Hagiwara
    • 学会等名
      COIL-3 Pre-Symposium
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090529-20090530
  • [学会発表] Electrochemical Behavior of Fluorohydrogenate Ionic Liquids in Electric Double Layer Capacitors2009

    • 著者名/発表者名
      Rika Hagiwara
    • 学会等名
      COIL-3 Pre-Symposium
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090529-20090530
  • [学会発表] Syntheses and physicochemical properties of ionic liquids based on the hexafluorouranate anion2009

    • 著者名/発表者名
      Takatsugu Kanatani
    • 学会等名
      COIL-3 Pre-Symposium
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090529-20090530
  • [学会発表] Physicochemical properties of mixed MFSA (M=Li, Na, K, Rb, Cs) ionic liquids2009

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kubota
    • 学会等名
      COIL-3 Pre-Symposium
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090529-20090530
  • [学会発表] Ionic Liquids Based on the Difluorophosphate Anion2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Matsumoto
    • 学会等名
      COIL-3 Pre-Symposium
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090529-20090530
  • [学会発表] Electrodeposition of Silicon in a Room-Temperature Ionic Liquid2009

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Nishimura
    • 学会等名
      COIL-3 Pre-Symposium
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090529-20090530
  • [学会発表] Unhumidified Fuel Cells Operating at Intermediate Temperature Using Fluorohydrogenate Ionic Liquids2009

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Nohira
    • 学会等名
      COIL-3 Pre-Symposium
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090529-20090530
  • [学会発表] Fluorohydrogenate ionic liquids as electrolytes in electric double layer capacitors2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Matsumoto
    • 学会等名
      International Conference on Fluorine Chemistry '09 Kyoto
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20090520-20090522
  • [学会発表] Plastic crystal behavior of fluorohydrogenate salts2009

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Taniki
    • 学会等名
      International Conference on Fluorine Chemistry '09 Kyoto
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20090520-20090522
  • [学会発表] Syntheses and properties of MTFSA (M=Ag, Cu, In)2009

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Matsui
    • 学会等名
      International Conference on Fluorine Chemistry '09 Kyoto
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20090520-20090522
  • [学会発表] Syntheses and properties of ionic liquids base on PO2F2-2009

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Matsumoto
    • 学会等名
      Japanese-French Seminar on Fluorine in Inorganic Chemistry-2009
    • 発表場所
      Fukui, Japan
    • 年月日
      20090517-20090519
  • [備考]

    • URL

      http://www.echem.energy.kyoto-u.ac.jp/

  • [産業財産権] 電気二重層キャパシタ2010

    • 発明者名
      萩原理加、伊藤靖彦、宇恵誠、鳥海明子
    • 権利者名
      三菱化学株式会社
    • 産業財産権番号
      特許第4453174号
    • 取得年月日
      2010-02-12

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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