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2023 年度 実績報告書

持続可能な電荷貯蔵に向けた有機・高分子レドックス材料の結合と分解の化学

研究課題

研究課題/領域番号 22K14732
研究機関東北大学

研究代表者

岡 弘樹  東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (50907376)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード機能性有機材料
研究実績の概要

1. 電荷貯蔵能と温和な分解能の双方を併せ持つ有機・高分子レドックス材料の創製とリサイクル可能な環境適合電池の開発
1年目に創製した電荷貯蔵能と温和な分解能の双方を併せ持つ有機・高分子レドックス材料であるビオロゲン誘導体を負極活物質、さらにフェナジン誘導体を正極活物質、食塩水を電解液にした、使用後もリサイクル可能な有機二次電池を創製した。これらの成果をまとめた論文を、現在、国際科学誌に投稿・修正中である。
ポリアリルアミンに有機レドックス分子を置換することで、親水性の有機レドックス高分子を合成した。同高分子を、特定の酸性水溶液に浸漬させることで、分解させるができ、もとのポリアリルアミンと有機レドックス分子に戻ることを実証した。これらの成果をまとめた特許を出願中である。今後の研究で、種々の有機レドックス分子を置換した高分子を合成し、それらを正極・負極としたリサイクル可能な有機二次電池に展開予定である。

2.有機レドックス多孔質材料の創製と有機多孔質材料ーマンガン電池の実証
1年目の成果を基に、有機レドックス分子の一種である9,10-フェナントレンキノンを構成要素とする有機多孔質材料を新規に合成した。同多孔質材料自体は導電性を持たないため、その空孔内で導電性高分子を重合することで導電性を付与した。同材料は、同材料を負極として使用し、革新的な有機多孔質材料ーマンガン電池をはじめて実証した。これらの成果をまとめた論文を、現在、国際科学誌に投稿・修正中である。なお、本成果の一部は、スウェーデン・ウプサラ大との共同研究によるものである。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Uppsala University(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Uppsala University
  • [雑誌論文] Redox‐active organic molecules supported by polyhedral oligomeric silsesquioxane2024

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Ryota、Kitajima Showa、Tohnai Norimitsu、Oka Kouki、Imoto Hiroaki、Naka Kensuke
    • 雑誌名

      ChemNanoMat

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/cnma.202400122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Breathing Metal?Organic Frameworks Supported by an Arsenic-Bridged 4,4′-Bipyridine Ligand2024

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Kazuma、Sei Hiroi、Okubo Kohei、Tohnai Norimitsu、Oka Kouki、Dekura Shun、Kikuchi Takashi、Imoto Hiroaki、Naka Kensuke
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 63 ページ: 4337~4343

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.3c04570

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incorporation of deuterated coronene into cage-like sodalite-type porous organic salts and improvement of room-temperature phosphorescence properties2024

    • 著者名/発表者名
      Sei Hiroi、Oka Kouki、Furuta Tomoki、Tohnai Norimitsu
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 97 ページ: uoad023

    • DOI

      10.1093/bulcsj/uoad023

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Construction of triptycene molecular rotors with intermeshing arrangement and low rotational barrier2024

    • 著者名/発表者名
      Furuta Tomoki、Oka Kouki、Tohnai Norimitsu
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 97 ページ: uoae013

    • DOI

      10.1093/bulcsj/uoae013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spirobifluorene‐Based Porous Organic Salts: Their Porous Network Diversification and Construction of Chiral Helical Luminescent Structures2024

    • 著者名/発表者名
      Okubo Kohei、Oka Kouki、Tsuchiya Keiho、Tomimoto Atsunori、Tohnai Norimitsu
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 63 ページ: e202400475

    • DOI

      10.1002/anie.202400475

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ice-Like Dynamics of Water Clusters2024

    • 著者名/発表者名
      Oka Kouki、Akiba Hiroshi、Tohnai Norimitsu、Shibue Toshimichi、Yamamuro Osamu
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 15 ページ: 267~271

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.3c02754

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cation Recognition by Dibenzoarsacrowns2023

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Kenta、Sumida Akifumi、Ami Takahiro、Oka Kouki、Tohnai Norimitsu、Miyake Yusuke、Imoto Hiroaki、Naka Kensuke
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 12 ページ: e202300525

    • DOI

      10.1002/ajoc.202300525

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Relative Positions of Electron‐Donor and Electron‐Acceptor Molecules in Charge‐Transfer Complexes for Luminescent Property Modulation2023

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Yo、Oka Kouki、Nakajima Hiromi、Tohnai Norimitsu
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 30 ページ: e202302965

    • DOI

      10.1002/chem.202302965

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Porous Organic Salts Composed of Terphenyl Sulfonic Acid and Their Bottleneck Designability2023

    • 著者名/発表者名
      Akai Ryota、Oka Kouki、Okada Naoki、Ami Takahiro、Tohnai Norimitsu
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 26 ページ: e202300417

    • DOI

      10.1002/ejoc.202300417

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incorporation of Coronene into Cage‐like Porous Organic Salts and Induction of its Room‐Temperature Phosphorescence in Air2023

    • 著者名/発表者名
      Sei. Hiroi、Oka Kouki、Tohnai Norimitsu
    • 雑誌名

      ChemNanoMat

      巻: 9 ページ: e202300248

    • DOI

      10.1002/cnma.202300248

    • 査読あり
  • [学会発表] エネルギー問題に有機材料で挑む2023

    • 著者名/発表者名
      岡 弘樹
    • 学会等名
      技術士化学部会5月度講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] エネルギー問題解決に貢献する新しい機能性有機材料の創製2023

    • 著者名/発表者名
      岡 弘樹
    • 学会等名
      九州大学薬学部 講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Innovative Organic Energy Materials towards a Sustainable Society2023

    • 著者名/発表者名
      Kouki Oka
    • 学会等名
      The 72nd Symposium on Macromolecules JAPAN-KOREA JOINT SESSION
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Organic Materials Towards Sustainable Energy Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Kouki Oka
    • 学会等名
      Carbon Chemistry Conferences 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 革新的な"有機エネルギー材料"の創製 ~反応から材料開発まで~2023

    • 著者名/発表者名
      岡 弘樹
    • 学会等名
      横浜市立大学 講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 革新的な”有機エネルギー材料”の創製2023

    • 著者名/発表者名
      岡 弘樹
    • 学会等名
      上智大学 理工学部 物質生命理工学科 コロキウム
    • 招待講演
  • [備考] 岡個人業績ページ

    • URL

      https://researchmap.jp/k.oka

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公開日: 2024-12-25  

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