2022 年度研究成果報告書

粒子界面フリー多孔性配位高分子膜の内部構造とカチオン輸送能の相関に関する研究

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	20K05523
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関	山形大学
研究代表者	石崎学山形大学, 理学部, 講師 (60610334)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	プルシアンブルー / 電気化学 / ナノ粒子 / イオン伝導 / 電子伝導
研究成果の概要	多孔性配位高分子ナノ粒子であるプルシアンブルー(PB)及びその類似体(PBA)の内部構造制御を行った。合成条件を調製することで、完全結晶及び欠陥構造体の合成に成功した。また、様々なイオンを内包したPBAの合成に成功した。合成したPB/PBAのペレット膜及びスピンコート膜のプロトン伝導能を測定した。また、多孔性CNT膜を用いたサンドイッチ型セルでは、これまで観測できなかったNa等のカチオン伝導、特に水和状態のカチオン伝導の観測に成功した。理論計算よりヤーンテラー構造ひずみを有するCuPBA内のLiイオン伝導経路の可視化を行った。
自由記述の分野	錯体化学、ナノ材料科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	PB及びPBAは、イオン伝導体や電池活物質材として利用が期待されている。しかし、内部構造が与える電池特性への影響は十分に理解されていない。この解明が機能の向上・制御に重要となる。本研究では、外部環境に依存したイオン伝導度の測定に成功した。また、カーボンナノチューブ膜の多孔性と光透過性を生かした機能探索を行った。本技術は、これまで観測できなった高抵抗体の機能探索に有効である。PB/PBAに限らず、外部環境に依存する機能や電気特性による色変化の観測など、他の機能性材料にも応用可能な新たな機能評価法を提案できた。