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2008 年度 実績報告書

イオン液体に高濃度溶解し安定に機能する電気化学メディエーターの分子設計

研究課題

研究課題/領域番号 19750108
研究機関東京農工大学

研究代表者

水雲 智信  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 助教 (90436676)

キーワードイオン液体 / 酸化還元分子 / 電気化学 / メディエーター / キノイド / 固体電解質 / プロトン伝導 / ポリエーテル
研究概要

難揮発性、高イオン伝導性を有するイオン液体を電気化学メディエーターの反応場として利用した。モデルの酸化還元分子としてキノン誘導体に注目し、イオン液体への溶解度と電気化学的酸化還元反応を検討した。その結果、短鎖アルキル基を持つベンゾキノン類が室温でイオン液体に容易に溶解し、安定に二段の酸化還元応答を示すことを見出した。種々の検討から、イオン液体の構成アニオン種によって溶解度に大きな差が出ることも明らかにした。また、オリゴエチレンオキシド鎖や、荷電部位を各種キノン類に導入した。これらのキノンはイオン液体に対して任意の割合で相溶した。非常に高い溶解度が得られたのは、イオン/双極子(エーテル酸素)相互作用、あるいはイオン/イオン相互作用がイオン液体と置換基の間で働いたためと考えられる。ポリエーテル付加キノンはバルクで液体として得られた。一方で、ブレンステッド酸性のイオン液体を作成し、イオン液体の酸性度がキノンの酸化還元特性に及ぼす影響についても検討した。その結果、従来のプロティック溶媒と同様の一段階反応が進行することが明らかとなった。酸性イオン液体については、ゾル-ゲル法による固体電解質化も併せて検討し、熱安定性の高いプロトン伝導体を得ることにも成功した。また、二酸化炭素がイオン液体に溶存した場合にはキノンの酸化還元挙動が大きく変化するという知見も得られた。この場合には、ECEタイプの反応機構を取っており、不可逆反応であることも明らかとなった。以上の成果は、イオン液体中での電気化学を進展させるために極めて重要である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] イオン液体コンポジットの分子デザイン2008

    • 著者名/発表者名
      水雲智信、大野弘幸
    • 雑誌名

      電池技術 20

      ページ: 109-114

  • [雑誌論文] Preparation of ion conductive inorganic-organic composite systems by in situ sol-gel reaction of polymerizable ionic liquids2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonobu Mizumo, Takeshi Watanabe, Noriyoshi Matsumi, Hiroyuki Ohno
    • 雑誌名

      Polymers for Advanced Technologies 19

      ページ: 1445-1450

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermally Stable and Proton Conductive Ionogel Based on Bronsted Acidic Ionic Liquid with the Support of Silicate Network2008

    • 著者名/発表者名
      T. MIZUMO, T. WATANABE, and H. OHNO
    • 雑誌名

      Polymer Journal 40

      ページ: 1099-1104

    • 査読あり
  • [雑誌論文] エラストマーあるいはポリオルガノシランを用いたイオノゲルの設計と伝導特性2008

    • 著者名/発表者名
      水雲智信
    • 雑誌名

      高分子論文集 65

    • 査読あり
  • [学会発表] ゾルーゲル法によるブタジェンゴム/イオン液体/シリカ複合体の作成2009

    • 著者名/発表者名
      込谷祐樹、水雲智信、大野弘幸
    • 学会等名
      日本化学会第89回春季年会
    • 発表場所
      船橋市、日本大学
    • 年月日
      2009-03-29
  • [学会発表] Preparation of imidazolate-based ionic liquid as a new proton conductive matrix2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuji, T. Mizumo, H. Ohno
    • 学会等名
      Pacific RiM Meeting on Electrochemical and Solid-state Science (PRiME 2008)耐熱性に優れたプロトン伝導性イオノゲルの合成と評価
    • 発表場所
      米国・ハワイ州
    • 年月日
      2008-10-15
  • [学会発表] 耐熱性に優れたプロトン伝導性イオノゲルの合成と評価2008

    • 著者名/発表者名
      水雲智信、渡辺武志、大野弘幸
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      横浜市、パシフィコ横浜
    • 年月日
      2008-05-29
  • [学会発表] イオン液体を用いた固体電解質の設計2008

    • 著者名/発表者名
      水雲智信
    • 学会等名
      電気化学会関東支部会
    • 発表場所
      東京都千代田区、アルス市ヶ谷(電気化学会本部)
    • 年月日
      2008-05-15

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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