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2022 年度 実施状況報告書

自己形成性層状複水酸化物ゲルの構造及びイオン導電機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K05242
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

園山 範之  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50272696)

研究分担者 山本 勝宏  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30314082)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード層状複水酸化物 / ゲル形成 / イオン導電率 / 微粒子
研究実績の概要

複水層状酸化物(LDH)ゲルの構造と特性を明らかにするために、様々な種類のLDHゲルの合成を行った。塩化マグネシウム、塩化アルミニウムを秤量し、アセチ ルアセトンを加えた超純水とエタノールの混合溶媒に溶解させた。この溶液を30分間攪拌し、プロピレンオキシドを加え1分間攪拌した後、室温で放置すること で、Mg-Al LDHゲルを作製した。
更に2価金属の試料をMgではなく、Ni、Zn等に代えてLDHゲルを作製した。本年度は、主に得られたゲルのイオン導電率測定を行った。ゲルの導電率は構成するLDHの種類により異なり、Mg-Al LDH、Ni-Al LDHで2.19×10-4、Zn-Al LDHで6.81×10-5、Li-Al LDHで1.58×10-3 Scm-1程度となった。この導電率は、構成するLDH微粒子サイズとの間に相関関係があり、構成するLDH粒子サイズが小さいほど高い導電率を示した。これは、ゲルが出来る際に形成されるクラスター構造に違いが生じるためと考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度に予定していたイオン導電率の測定を遅延無く進めることが出来たため。

今後の研究の推進方策

今後はLDHゲルの構造解析を行い、構造とイオン導電率との間の相関を明らかにしてゆく。

次年度使用額が生じた理由

初年度に合成と構造解析を主に行っており、新型コロナの影響で出張が無かったため、予算の利用に遅れが出ている。次年度は、当初に予定していた測定や学会発表を行って行く。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Sodium Polyacrylate Hydrogel Electrolyte Hybridized with Layered Double Hydroxide for Solid-State NiCo/Zinc Battery2022

    • 著者名/発表者名
      Dedetemo Kimilita Patrick, Akira Karasawa, Noriyuki Sonoyama
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 169 ページ: 040559

    • DOI

      10.1149/1945-7111/ ac65b4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Property of Solid-State MnO2-Zn Battery with the Combination of Improved Cathode and Solid Electrolyte2022

    • 著者名/発表者名
      Patrick Dedetemo Kimilita, Yu Yoshimi, Noriyuki Sonoyama
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 169 ページ: 080527

    • DOI

      10.1149/1945-7111/ ac89b7

    • 査読あり
  • [学会発表] Structure and Ionic Conductivity for Layered Double Hydroxide Gel, July 28, 2022.2022

    • 著者名/発表者名
      N. Sonoyama, K. Ogata, G. Yamaguchi, K. Yamamoto
    • 学会等名
      International Clay Conference 2022 (Istanbul, hybrid)
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure and Ionic Conductivity for Gel Material Containing Nano Size Layered Double Hydroxide2022

    • 著者名/発表者名
      N. Sonoyama , K. Ogata , G. Yamaguchi , K. Yamamoto,
    • 学会等名
      17th Asian Conference on Solid State Ionics (Nagoya, hybrid) September 13, 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical Property of Solid-State Manganese Oxide-Zinc Battery Using Fluoride-Ion-Doped MnO2 and Polyacrylamide Hybridized with Layered Double Hydroxide2022

    • 著者名/発表者名
      P. K. Dedetemo, Y. Yoshimi, N. Sonoyama
    • 学会等名
      17th Asian Conference on Solid State Ionics (Nagoya, hybrid) September 13, 2022.
    • 国際学会
  • [学会発表] 層状複水酸化物を含むゲルの構造とイオン導電性2022

    • 著者名/発表者名
      園山範之, 緒方康平, 山本勝宏
    • 学会等名
      第65回 粘土科学討論会 (島根) 2022年9月7日
  • [学会発表] 遷移金属添加に起因する層状複水酸化物のイオン導電率変化2022

    • 著者名/発表者名
      園山 範之、山口 弦希、糟谷啓仁
    • 学会等名
      第48回固体イオニクス討論会(仙台), 2022年12月6日
  • [学会発表] 正極と電解質の特性改善を施した二酸化マンガンー亜鉛準固体電池の電池特性評価2022

    • 著者名/発表者名
      園山 範之、Patrick K. Dedetemo
    • 学会等名
      第63回 電池討論会 (福岡) 2022年11月9日

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公開日: 2023-12-25  

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