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2011 年度 研究成果報告書

ラジカルポリマーのSOMO設計と全有機二次電池の創製

研究課題

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研究課題/領域番号 19105003
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 高分子化学
研究機関早稲田大学

研究代表者

西出 宏之  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90120930)

研究分担者 小柳津 研一  早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90277822)
須賀 健雄  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (10409659)
研究期間 (年度) 2007 – 2011
キーワードラジカルポリマー / 電極活物質 / 有機電気化学 / 超構造 / 二次電池
研究概要

有機ラジカルポリマーを電極活物質とした「有機ラジカル電池」のプロトタイプについて、軽量かつ成型性に優れる有機材料の特徴に基づく高いエネルギー密度と、ラジカル種の高速電子移動に由来するパワー密度をあわせもつ類例のない電池特性の予備的実証を起点に、有機ラジカル種の電子移動とそれにともなう電荷輸送特性の解明に基づく革新的有機電極材料の創出と、SOMO(半占有分子軌道)経由の有機電子移動に関する基礎化学開拓を目的とした。有機ラジカル種の基礎化学に立脚した合理的分子設計により、エネルギー密度と出力パワーを向上させ、安全・環境適合の次世代二次電池も提示した。

  • 研究成果

    (55件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (36件) (うち査読あり 36件) 学会発表 (2件) 図書 (7件) 備考 (8件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Electrolyte Anion-assisted Charge Transportation in Poly(oxoammonium cation/nitroxyl radical) Redox Gels2012

    • 著者名/発表者名
      K. Nakahara, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] TEMPO-substituted Polyacrylamide for an Aqueous Electrolytetyped and Organic-based Rechargeable Device2012

    • 著者名/発表者名
      N. Chikushi, H. Yamada, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Sci. Chin. Chem

      巻: 55 ページ: 822-829

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Macromolecular Complexes Leading to High Performance Energy Devices2012

    • 著者名/発表者名
      K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Macromol. Symp

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrospinning of Radical Polymers : Redox-Active Fibrous Membrane Formation2012

    • 著者名/発表者名
      T. Suga, M. T. Hunley, T. E. Long, H. Nishide
    • 雑誌名

      Polym. J

      巻: 44 ページ: 264-268

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual Dopable Poly(phenylacetylene) with Nitronyl Nitroxide Pendants for Reversible Ambipolar Charging and Discharging2011

    • 著者名/発表者名
      K. Oyaizu, T. Sukegawa, H. Nishide
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 40 ページ: 184-185

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphology-Driven Modulation of Charge Transport in Radical/Ion-Containing, Self-Assembled Block Copolymer Platform2011

    • 著者名/発表者名
      T. Suga, S. Takeuchi, H. Nishide
    • 雑誌名

      Adv. Mater

      巻: 23 ページ: 5545-5549

    • 査読あり
  • [雑誌論文] P-and N-Type Bipolar Redox-active Radical Polymer : Toward Totally Organic Polymer-based Rechargeable Devices with Variable Configuration2011

    • 著者名/発表者名
      T. Suga, S. Sugita, H. Ohshiro, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Adv. Mater

      巻: 23 ページ: 751-754

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Designing Current Collector/composite Electrode Interfacial Structure of Organic Radical Battery2011

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshihara, H. Katsuta, H. Isozumi, M. Kasai, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      J. Power Sources

      巻: 196 ページ: 7806-7811

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functionalization of Poly(4-chloromethylstyrene) with Anthraquinone Pendants for Organic Anode-active Materials2011

    • 著者名/発表者名
      K. Oyaizu, W. Choi, H. Nishide
    • 雑誌名

      Polym. Adv. Technol

      巻: 22 ページ: 1242-1247

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radical Polymer-wrapped SWNTs at a Molecular Level : High-rate Redox Mediation through a Percolation Network for a Transparent Charge-storage Material2011

    • 著者名/発表者名
      W. Choi, S. Ohtani, K. Oyaizu, H. Nishide, K. E. Geckeler
    • 雑誌名

      Adv. Mater

      巻: 23 ページ: 4440-4443

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aqueous Electrochemistry of Poly(vinylanthraquinone) for Anode-active Materials in High-density and Rechargeable Polymer/Air Batteries2011

    • 著者名/発表者名
      W. Choi, D. Harada, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 133 ページ: 19839-19843

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic Radical Battery Approaching Practical Use2011

    • 著者名/発表者名
      K. Nakahara, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Chem. Lett.(Highlight Review)

      巻: 40 ページ: 222-227

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitroxide Radicals for Highly Efficient Redox Mediation in Dye-sensitized Solar Cells2010

    • 著者名/発表者名
      F. Kato, N. Hayashi, T. Murakami, C. Okumura, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 39 ページ: 464-465

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Communication in the Formation of a Quartet Molecule 2, 6, 10-Tris [bis(p-methoxyphenyl) aminiu m] triphenylene2010

    • 著者名/発表者名
      T. Ibe, S. Kaiho, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 39 ページ: 356-357

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox-active Polyimide/carbon Nanocomposite Electrodes for Reversible Charge Storage at Negative Potentials : Expanding the Functional Horizon of Polyimides2010

    • 著者名/発表者名
      K. Oyaizu, A. Hatemata, W. Choi, H. Nishide
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem

      巻: 20 ページ: 5404-5410

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biodegradable and Electroactive TEMPO-substituted Acrylamide/Lactide Copolymer2010

    • 著者名/発表者名
      X. Zhuang, H. Zhang, N. Chikushi, C. Zhao, K. Oyaizu, X. Chen, H. Nishide
    • 雑誌名

      Macromol. Biosci

      巻: 10 ページ: 1203-1209

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improving Charge/discharge Properties of Radical Polymer Electrodes Influenced Strongly by Current Collector/carbon Fiber Interface2010

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshihara, H. Isozumi, M. Kasai, H. Yonehara, Y. Ando, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 114 ページ: 8335-8340

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A TEMPO-substituted Polyacrylamide as a New Cathode Material : an Organic Rechargeable Device Composed of Polymer Electrodes and Aqueous Electrolyte2010

    • 著者名/発表者名
      K. Koshika, N. Chikushi, N. Sano, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Green. Chem

      巻: 12 ページ: 1573-1575

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Porphyrin-dye Sensitized Solar Cell Utilizing Nitroxide Radical Mediator2010

    • 著者名/発表者名
      T. Murakami, F. Kato, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      J. Photopolym. Sci. Technol

      巻: 23 ページ: 353-355

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanolithographic Patterning via Electrochemical Oxidation of Stable Poly(nitroxide radical) s to Poly(oxoammonium salt)2010

    • 著者名/発表者名
      T. Hyakutake, J. Y. Park, Y. Yonekuta, K. Oyaizu, H. Nishide, R. Advincula
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem

      巻: 20 ページ: 9616-9618

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Amphiphilic Block Copolymers Bearing Stable Nitroxyl Radicals2010

    • 著者名/発表者名
      X. Zhuang, C. Xiao, K. Oyaizu, N. Chikushi, X. Chen, H. Nishide
    • 雑誌名

      J. Polym. Sci., A

      巻: 48 ページ: 5404-5410

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Charge Transport Properties of Redox-active Nitroxide Polyethers with Large Site Density2010

    • 著者名/発表者名
      K. Oyaizu, T. Kawamoto, T. Suga, H. Nishide
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 43 ページ: 10382-10389

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Ultrafast Chargeable Polymer Electrode Based on the Combination of Nitroxide Radical and Aqueous Electrolyte2009

    • 著者名/発表者名
      K. Koshika, N. Sano, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Chem. Commun

      ページ: 836-838

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emerging N-Type Redox Active Radical Polymer for a Totally Organic Polymer-Based Rechargeable Battery2009

    • 著者名/発表者名
      T. Suga, H. Ohshiro, S. Sugita, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Adv. Mater

      巻: 21 ページ: 1627-1630

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Environmentally Benign Battery Based on Organic Radical Polymers2009

    • 著者名/発表者名
      H. Nishide, K. Koshika, K. Oyaizu
    • 雑誌名

      Pure Appl. Chem

      巻: 81 ページ: 1961-1970

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Rechargeable Battery Based on Hydrophilic Radical Polymer-electrode and Its Green Assessment2009

    • 著者名/発表者名
      K. Koshika, M. Kitajima, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Green Chem. Lett. Rev

      巻: 2 ページ: 169-174

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Aqueous Electrolyte-type Rechargeable Device Utilizing a Hydrophilic Radical Polymer-cathode2009

    • 著者名/発表者名
      K. Koshika, N. Sano, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Macromol. Chem. Phys

      巻: 210 ページ: 1989-1995

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Poly(oxoammonium salt) s and Their Electrical Properties in the Organic Thin Film Device2009

    • 著者名/発表者名
      T. Suga, S. Takeuchi, T. Ozaki, M. Sakata, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 38 ページ: 1160-1161

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radical Polymers for Organic Electronics : A Radical Departure from Conjugated Polymers2009

    • 著者名/発表者名
      K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Adv. Mater

      巻: 21 ページ: 2339-2344

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Totally Organic Polymer-based Electrochromic Cell Using TEMPO-substituted Polynorbornene as a Counter Electrode-active Material2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, N. Hayashi, K. Oyaizu, K. Honda, H. Nishide
    • 雑誌名

      Polym. J

      巻: 40 ページ: 763-767

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Radical-bearing Polyethers as an Electrode-active Material for Organic Secondary Batteries2008

    • 著者名/発表者名
      K. Oyaizu, T. Suga, K. Yoshimura, H. Nishide
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 41 ページ: 6646-6652

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nernstian Adsorbate-like Bulk Layer of Organic Radical Polymers for High-density Charge Storage Purposes2008

    • 著者名/発表者名
      K. Oyaizu, Y. Ando, H. Konishi, H. Nishide
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 130 ページ: 14459-14461

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward Flexible Batteries2008

    • 著者名/発表者名
      H. Nishide, K. Oyaizu
    • 雑誌名

      Science

      巻: 319 ページ: 737-738

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Implication of Oxoammonium Cations for Reversible Organic One-electron Redox Reaction to Nitroxide Radicals2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Yonekuta, K. Oyaizu, H. Nishide
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 36 ページ: 866-867

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-energy Driven Electrochromic Devices Using Radical Polymer as Transparent Counter Electroactive Material2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, K. Oyaizu, K. Honda, H. Nishide
    • 雑誌名

      J. Photopolym. Sci. Technol

      巻: 20 ページ: 29-34

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Battery-inspired Non-volatile and Rewritable Memory Architectures : a Radical Polymer-based Organic Device2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Yonekuta, K. Susuki, K. Oyaizu, K. Honda, H. Nishide
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 129 ページ: 14128-14129

    • 査読あり
  • [学会発表] Radical polymers toward organic battery and photovoltaic cell2011

    • 著者名/発表者名
      H. Nishide
    • 学会等名
      IUPAC 7th International Conference on Novel Materials and Synthesis(NMS-VII)
    • 発表場所
      Shanghai
    • 年月日
      20110000
  • [学会発表] Radical polymers for an organic-based rechargeable battery and photovoltaic cell2011

    • 著者名/発表者名
      H. Nishide
    • 学会等名
      European Polymer Congress(EPF2011)
    • 発表場所
      Granada
    • 年月日
      20110000
  • [図書] Organic Batteries, Encyclopedia of Sustainability Science and Technology2012

    • 著者名/発表者名
      H. Nishide, K. Oyaizu
    • 出版者
      Springer, New York
  • [図書] Polyradicals in Batteries, Encyclopedia of Radicals in Chemistry2012

    • 著者名/発表者名
      K. Oyaizu, H. Nishide
  • [図書] 有機ラジカル電池『最先端電池と材料』,最先端材料システムワンポイントシリーズ2012

    • 著者名/発表者名
      小柳津研一, 西出宏之
    • 出版者
      共立出版(in press)
  • [図書] Mesoscale Radical Polymers : Bottom-up Fabrication of Electrodes in Organic Polymer Batteries, Advanced Nanomaterials2010

    • 著者名/発表者名
      K. Oyaizu, H. Nishide
    • 総ページ数
      319-332
  • [図書] Rechargeable Batteries Using Robust But Redox-Active Organic Radicals", ed by Robin G. Hicks," Stable Radicals : Fundamental and Applied Aspects of Odd-electron Compounds2010

    • 著者名/発表者名
      T. Suga, H. Nishide
    • 総ページ数
      507-519
  • [図書] 有機ラジカル電池の展望『高性能蓄電池』2009

    • 著者名/発表者名
      小柳津研一, 西出宏之
    • 総ページ数
      361-370
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
  • [図書] フレキシブルラジカルポリマー電池『次世代二次電池材料の開発』2009

    • 著者名/発表者名
      小柳津研一, 西出宏之
    • 総ページ数
      114-123
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考] (1) Web掲載1.RSCChem. Technol.にて「薄型・フレキシブルな新しい電池」の紹介, RSCChem. Technol.にて「薄型・フレキシブルな新しい電池」の紹介,転載記事として例えば

    • URL

      http://www.rsc.org/Publishing/ChemTech/Volume/2007/04/flexible_battery_power.asp

  • [備考]

    • URL

      http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070323141052.htm

  • [備考]

    • URL

      http://www.gizmag.com/go/7018/

  • [備考] 2.Nature Asia M ater.にて「全有機ラジカル電池」の紹介

    • URL

      http://www3.interscience.wiley.com/journal/10008336/home/2089_aia.html

  • [備考] 3.Natureにて米物理学会の講演内容の紹介またドイツ放送により報道

    • URL

      http://blogs.nature.com/news/blog/2009/03/_the_batteries_of_tomorrow_tod.html

  • [備考]

    • URL

      http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/937359/

  • [備考] (2)新聞掲載1.インタビュー記事:毎日新聞(2011.3.28, 2.17),朝日小学生新聞(2011.1.14)ほか.

  • [備考] 2.読売新聞(2011.2.10)「柔らか電池で電源革命」

  • [産業財産権] Film for an Electrochemical Device, Electrode for an Electrochemical Device, and Photoelectrochemical Cell2009

    • 発明者名
      H. Nishide, K. Oyaizu, W.-S. Choi, A. Hatemata
    • 権利者名
      早稲田大学
    • 産業財産権番号
      特許、WO2009113585
    • 出願年月日
      2009-03-11
    • 外国
  • [産業財産権] キノンポリマー電極、電荷貯蔵材料、及び電池2008

    • 発明者名
      西出宏之、小柳津研一、崔源成
    • 権利者名
      早稲田大学
    • 産業財産権番号
      特許、特許公開2009-217992
    • 出願年月日
      2008-03-07

URL: 

公開日: 2013-07-31  

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