• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2022 年度 実績報告書

新しいイオン伝導経路を開拓するイオン液体型アニオンポリマー材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02783
研究機関鶴岡工業高等専門学校

研究代表者

森永 隆志  鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30467435)

研究分担者 伊藤 滋啓  鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20707806)
佐藤 涼  鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (20757166)
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) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードイオン液体 / 制御ラジカル重合 / ポリマー電解質
研究実績の概要

本研究では、イオン液体型アニオンポリマー材料におけるイオン伝導メカニズムの解明を目指すとともに、イオン液体を用いた電気化学デバイスが実用的な性能を発揮するために、その独特の発電メカニズムに適合する電池材料の開発を行う。具体的には、イオン液体型アニオンポリマーを用いた電池材料の創製を実現するため、①高イオン伝導性発現メカニズムの解明、②イオン液体モノマーの分子設計及びポリマー構造の制御によるイオン伝導性の更なる向上、③次世代電気化学デバイスの問題解決に資する電池材料の開発を目標として研究開発を行っている。
昨年度は、遊離カチオンのキャリア輸送効果の普遍性を検証することを目的として、リチウムイオンならびにリチウム/テトラグライム錯体を遊離カチオンとして担持するアニオン性イオン液体型ポリマーについて、パルス磁場勾配NMR法によるリチウムイオンの拡散係数の測定を行った。具体的には、メタクリレート型のモノマーにトリフルオロメタンスルフォニルイミドを担持したリチウム塩型モノマーに対して、テトラグライムを配位させることで合成したモノマーをラジカル重合でポリマーとし、主鎖プロトンの拡散係数と、リチウム/テトラグライム錯体のプロトンとリチウムイオンの拡散係数を比較した。
その結果、リチウム/グライム錯体におけるテトラグライム錯体由来のプロトンとリチウムイオンの拡散係数はほぼ等しい値となり、ラジカル重合を経た後も錯体構造を維持していることが明らかとなった。また、主鎖のプロトンの拡散係数に対しては10倍以上の値となっており、遊離カチオンの高い運動性が確認された。この現象はこれまでに検証を行ってきたプロトン性カチオン、リチウムイオン、リチウム/グライム錯体に関しては普遍的な現象であり、新しいキャリア輸送メカニズムとしての応用が期待されるものである。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Activating Nitrogen‐doped Graphene Oxygen Reduction Electrocatalysts in Acidic Electrolytes using Hydrophobic Cavities and Proton‐conductive Particles2022

    • 著者名/発表者名
      Singh Santosh K., Takeyasu Kotaro, Homma Kaito, Ito Shigeharu, Morinaga Takashi, Endo Yuto, Furukawa Moeko, Mori Toshiyuki, Ogasawara Hirohito, Nakamura Junji
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 ページ: e202212506

    • DOI

      10.1002/anie.202212506

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Polymer Electrolyte using Ionic Liquid-type Polyanions Containing Mobile Cations2022

    • 著者名/発表者名
      Takashi MORINAGA, Ryo SATOH, Saika HONMA, Takaya SATO
    • 学会等名
      IUMRS-ICYRAM2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional Interface Design for the High Energy-Density Lithium Ion Battery2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo SHOMURA, Keita SAKAKIBARA, Shoko MARUKANE, Kimiyo NAKAMICHI, Takashi MORINAGA, Yoshinobu TSUJII, Takaya SATO
    • 学会等名
      IUMRS-ICYRAM2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of the Ion Conduction Mechanism in Solid-state Polymer Electrolyte of Colloidal Crystal decorated with Ionic Liquid Polymer Brush2022

    • 著者名/発表者名
      Takumi INOUE,Saika HONMA,Ryo SATO,Takashi MORINAGA
    • 学会等名
      IUMRS-ICYRAM2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Application and Electrical Characterization of a Novel Anionic Ionic Liquid Type Polymer as an Electrolyte for PEFC2022

    • 著者名/発表者名
      柴田 紘, 佐藤 瑠星, 正村 亮, 伊藤 滋啓 ,本間 彩夏, 森永 隆志
    • 学会等名
      第32回日本MRS年次大会
  • [学会発表] イオン液体型ポリマーの合成と電気化学デバイスへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      森永 隆志
    • 学会等名
      第156回燃料電池研究会セミナー
    • 招待講演
  • [図書] 第6章7節 燃料電池用材料の開発に向けたイオン液体型ポリマーの分子設計 分担執筆「イオン液体の実用展開へ向けた最新動向」2022

    • 著者名/発表者名
      森永 隆志
    • 総ページ数
      320
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1674-1
  • [備考] 鶴岡工業高等専門学校 マテリアルグループ

    • URL

      https://ts.tsuruoka-nct.ac.jp/ja/

  • [産業財産権] 酸素還元触媒およびその製造方法2022

    • 発明者名
      森永隆志、伊藤滋啓、その他
    • 権利者名
      高等専門学校機構、筑波大学、物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2022-144151

URL: 

公開日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi