水系電解質の電位窓拡張機構実証のための高濃度塩水溶液中の水の電子状態研究

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K05013
• 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32020:機能物性化学関連
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 森澤 勇介 近畿大学, 理工学部, 准教授 (60510021)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 減衰全反射遠紫外分光法 / ハイドレートメルト / 水 / リチウム二次電池 / ナトリウム二次電池 / 水性電解質

研究成果の概要

ハイドレートメルト（HM）での電位拡張機構の実証のために，電気化学的減衰全反射遠紫外分光法（EC-ATR-FUV）を用いて電圧印加中でのHMのような高濃度塩水溶液のFUVスペクトルを測定し，その中の水の電子状態の変化を観測し，電気化学的安定性のような物性向上機構を解明することが目的である。
Li塩，Na塩の高濃度溶液での溶液構造をしるために遠紫外スペクトルと，その相補的情報を含む近赤外スペクトルを用いることが有効であることを発見した。EC-ATR-FUVは表面に均一な薄膜を蒸着したEC-ATR-FUVでの測定を行ったところ，電極表面じ生成した被膜の電子スペクトルと思われるものが観測された。

自由記述の分野

物理化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ハイドレートメルトなど高濃度塩溶液に対し遠紫外スペクトル，電気化学的遠紫外スペクトルと近赤外スペクトルを用いて，非破壊で溶液構造や電極にできるSEIを分析できる可能性を見出した。これらは大型装置を用いないので各研究室レベルでの実験が可能である。分析方法を確立させることができればポストリチウムイオン電池への展開として、これまで錯体形成による電子状態変化が研究されていない他のアルカリ金属やアルカリ土類金属への研究さらには、フッ化物アニオン以外のアニオンへの展開を加速することができると考えられる。