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2012 年度 実績報告書

イオン液体を用いた次世代エネルギー変換・貯蔵デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20246140
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)
研究期間 (年度) 2008-04-08 – 2013-03-31
キーワードイオン液体 / 燃料電池 / キャパシタ / リチウム二次電池 / ナトリウム二次電池
研究概要

A-1フルオロハイドロジェネート系イオン液体の無加湿燃料電池への応用   前年度の研究により、高温運転時の性能劣化の原因がコンポジット電解質の変形によるガス拡散層への浸透によるガス流路の閉塞によることが明らかとなったため、これに対処するため、EMPyr(FH)nF系イオン液体とHEMAのコンポジット電解質の作成においてHEMAの重合にリビングラジカル重合法を採用し、電解質膜の熱的、機械的安定性の向上を図させ、高温運転時の性能劣化を防ぐことに成功した。
A-2フルオロハイドロジェネート系イオン液体の電気化学キャパシタへの応用   フルオロハイドロジェネート系イオン液体のキャパシタ特性として二重層容量以外の擬似容量を分離評価し、正極、負極で起こっているレドックス反応を明らかにした。
B-1イミド系イオン液体の金属リチウム二次電池・リチウムイオン電池への応用   金属リチウム二次電池用のイミド系イオン液体として(Li,K)FSA系の物性を検討した。またイオン電池としての応用をめざし、(Li,K,Cs)FSAもしくは (Li,K)FSA溶融塩におけるグラファイト負極の充放電特性を検討し、高い容量と可逆性を確認した。
B-2イミド系イオン液体のナトリウム二次電池への応用   電解質として(Na,K)FSA系を用い、正極活物質としてNa2FePO4を検討し、良好な充放電特性を得た。さらに負極活物質として難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)を検討したが、(Na,C1C3pyr)FSA系で良好な充放電特性および可逆性を得た。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Intermediate-temperature ionic liquid NaFSA-KFSA and its application to sodium secondary batteries2012

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Fukunaga, Toshiyuki Nohira, Yu Kozawa, Rika Hagiwara, Shoichiro Sakai, Koji Nitta and Shinji Inazawa
    • 雑誌名

      J. Power Sources

      巻: 209 ページ: 52-56

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jpowsour.2012.02.058

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonhumidified fuel cell using N-ethyl-N-methylpyrrolidinium fluorohydrogenate ionic liquid-polymer composite membranes2012

    • 著者名/発表者名
      Pisit Kiatkittikul, Toshiyuki Nohira and Rika Hagiwara
    • 雑誌名

      J. Power Sources

      巻: 220 ページ: 10-14

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jpowsour.2012.07.124

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New inorganic ionic liquids possessing low melting temperatures and wide electrochemical windows: Ternary mixtures of alkali bis(fluorosulfonyl)amides2012

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kubota, Toshiyuki Nohira and Rika Hagiwara
    • 雑誌名

      Electrochim. Acta

      巻: 66 ページ: 320-324

    • DOI

      DOI:10.1016/j.electacta.2012.01.097

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trialkylsulfonium Fluorohydrogenate Giving the Highest Conductivity in Room Temperature Ionic Liquids2012

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Taniki, Kazuhiko Matsumoto and Rika Hagiwara
    • 雑誌名

      Electrochem. Solid-State Lett.

      巻: 15(4) ページ: F13-F15

    • DOI

      DOI:10.1149/2.025204esl

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Conductive Plastic Crystals Based on Fluorohydrogenate Anions2012

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Taniki, Kazuhiko Matsumoto, Rika Hagiwara, Kan Hachiya, TakashiMorinaga and Takaya Sato
    • 雑誌名

      J Phys Chem B

    • DOI

      DOI:10.1021/jp311558h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymorphism of Alkali Bis(fluorosulfonyl)amides (M[N(SO2F)2], M = Na, K, and Cs)2012

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

      norg. Chem

      巻: 52(2) ページ: 568-576

    • DOI

      10.1021/ic3010486

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase behavior of 1-dodecyl-3-methylimidazolium fluorohydrogenate salts (C12MIm(FH)nF, n = 1.0-2.3) and their anisotropic ionic conductivity as ionic liquid crystal electrolytes2012

    • 著者名/発表者名
      Fei Xu
    • 雑誌名

      J Phys Chem B

      巻: 116(33) ページ: 10106-10112

    • DOI

      10.1021/jp30522

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge-discharge behavior of tin negative electrode for a sodium secondary battery using intermediate temperature ionic liquid sodium bis(fluorosulfonyl)amide–potassium bis(fluorosulfonyl)amide2012

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 217(0) ページ: 479-484

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2012.05.110

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Properties of an Intermediate Temperature Ionic Liquid Natfsa-Cstfsa and Charge-Discharge Properties of Nacro2 Positive Electrode at 423 K for a Sodium Secondary Battery.2012

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

      J. Power Sources

      巻: 205 ページ: 506-509

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2011.11.086

    • 査読あり
  • [学会発表] Bis(fluorosulfonyl)amide salts as the electrolytes for rechargeable sodium batteries2013

    • 著者名/発表者名
      Rika Hagiwara
    • 学会等名
      21st Winter Fluorine Conference
    • 発表場所
      Florida, U.S.A.
    • 年月日
      20130113-20130118
    • 招待講演
  • [学会発表] NaFSA-KFSAイオン液体を用いたNa二次電池用Sn-Na合金負極の平衡電位と合金相に関する検討2012

    • 著者名/発表者名
      山本貴之
    • 学会等名
      電気化学会第53回電池討論会
    • 発表場所
      福岡,ヒルトン福岡シーホーク
    • 年月日
      20121114-20121116
  • [学会発表] A Non-humidified Fuel Cell Using Fluorohydrogenate Ionic Liquid-Polymer Composite Membrane Prepared by Living Radical Polymerization2012

    • 著者名/発表者名
      Pisit Kiatkittikul
    • 学会等名
      ECS meeting 222nd Prime
    • 発表場所
      Hawaii, U.S.A.
    • 年月日
      20121007-20121012
  • [学会発表] A Novel Rechargeable Sodium Battery Using a Mixed Molten Amide Electrolyte2012

    • 著者名/発表者名
      Rika Hagiwara
    • 学会等名
      4th Asian and 44th Symposium on Molten Salt Chemistry
    • 発表場所
      宮城県,宮城市
    • 年月日
      20120923-20120927
    • 招待講演
  • [学会発表] Performance and stability improvement of a non-humidified fuel cell using N-ethyl-N- methylpyrrolidinium fluorohydrogenate ionic liquid-polymer composite membrane2012

    • 著者名/発表者名
      Pisit Kiatkittikul
    • 学会等名
      International Fuel Cell Workshop 2012
    • 発表場所
      山梨県甲府市
    • 年月日
      20120802-20120803
  • [備考] 京都大学エネルギー科学研究科萩原研究室

    • URL

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

  • [産業財産権] 溶融塩電池2012

    • 発明者名
      新田耕司
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2012-182087
    • 出願年月日
      2012-03-02
    • 取得年月日
      2012-09-20
  • [産業財産権] 溶融塩電池2011

    • 発明者名
      新田耕司
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      台湾201232874
    • 出願年月日
      2011-11-28
    • 取得年月日
      2012-08-01
    • 外国

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公開日: 2014-07-24  

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