多核金属錯体‐ナノカーボン複合体の新規物性開拓

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23685029
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 吉川 浩史 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (60397453)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 分子クラスター / ナノカーボン / 蓄電特性 / 電気二重層 / XAFS / 電気化学磁性

研究概要

分子クラスターは、数十電子もの酸化還元を示すことから次世代蓄電材料として非常に有望である。本研究では、このような分子クラスターの一つポリオキソメタレート（POM）とグラフェンやメソポーラスカーボンといったナノカーボンからなるナノ複合体を作製し、その蓄電特性を検討したところ、POMの超還元とナノ複合化により誘起されたナノカーボンの電気二重層キャパシタ効果によって巨大な蓄電容量を得ることに成功した。また、in situ電気化学-磁気測定システムの開発を行い、磁性クラスターに適用したところ、その磁気転移温度や保磁力を連続的に変化させることに成功し、電気化学磁性への道筋を開いた。

研究成果

• [雑誌論文] An Antiaromatic Electrode-Active Material Enabling High Capacity and Stable Performance of Rechargeable Batteries (2014)
  • 著者名/発表者名: J.-Y. Shin, T. Yamada, H. Yoshikawa, K. Awaga, and H. Shinokubo
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 53 ページ: 3096-3101
  • DOI: 10.1002/anie.201310374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Storage of an electric field for photocurrent generation in ferroelectric-functionalized organic devices (2014)
  • 著者名/発表者名: L. Hu, S. Dalgleish, M. M. Matsushita, H. Yoshikawa, and K. Awaga
  • 雑誌名: Nat. Commun 巻: 5 ページ: 4279/1-4279/8
  • DOI: 10.1038/ncomms427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced capacitor effects in polyoxometalate/graphene nanohybrid materials ; a synergetic approach to high performance energy storages (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kume, N. Kawasaki, H. Wang, T. Yamada, H. Yoshikawa, and K. Awaga
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. A 巻: 2 ページ: 3801-3807
  • DOI: 10.1039/C3TA14569G
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solvent-Induced Assembly of Octacyanometalates-Based Coordination Polymers with Unique afm1 Topology and Magnetic Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Qian, J. Hu, J. Zhang, H. Yoshikawa, K. Awaga, C. Zhang
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 13 ページ: 5211-5219
  • DOI: 10.1021/cg400909b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Capacitance Effects Superimposed on Redox Processes in Molecular Cluster Batteries : A Synergic Route to High Capacity Energy Storage (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Wang, Z. Zeng, N. Kawasaki, H. Eckert, H. Yoshikawa, K. Awaga
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 19 ページ: 11235-11240
  • DOI: 10.1002/chem.201300097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecule-displacive ferroelectricity in organic supramolecular solids (2013)
  • 著者名/発表者名: H.-Y. Ye, Y. Zhang, S. Noro, K. Kubo, M. Yoshitake, Z.-Q. Liu, H.-L. Cai, D.-W. Fu, H. Yoshikawa, K. Awaga, R.-G. Xiong, T. Nakamura
  • 雑誌名: Sci. Rep 巻: 3 ページ: 2249/1-2249/6
  • DOI: 10.1038/srep02249
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ Seamless Magnetic Measurements for Solid-State Electrochemical Processes in Prussian Blue Analogues (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, K. Morita, H. Wang, K. Kume, H. Yoshikawa, K. Awaga
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 52 ページ: 6238-6241
  • DOI: 10.1002/anie.201301084
  • 査読あり
• [雑誌論文] Above-Room-Temperature Magnetodielectric Coupling in a Possible Molecule-based Multiferroic : Triethylmethylammonium Tetrabromoferrate (III) (2012)
  • 著者名/発表者名: H.-L. Cai, Y. Zhang, D.-W. Fu, W. Zhang, T. Liu, H. Yoshikawa, and K. Awaga, R.-G. Xiong
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 ページ: 18487-18490
  • DOI: 10.1021/ja3073319
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric double layers allow for opaque electrodes in high performance organic optoelectronic devices (2012)
  • 著者名/発表者名: B. Li, S. Dalgleish, Y. Miyoshi, H. Yoshikawa, M. M. Matsushita, K. Awaga
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 101 ページ: 173302/1-173302/5
  • DOI: 10.1063/1.4762823
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Cluster Batteries of Nano-hybrid Materials between Keggin POMs and SWNTs (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Wang, N. Kawasaki, T. Yokoyama, H. Yoshikawa, K. Awaga
  • 雑誌名: Dalton Trans 巻: 41 ページ: 9863-9866
  • DOI: 10.1039/C2JM33079B
  • 査読あり
• [雑誌論文] Utilizing Photocurrent Transients for Dithiolene-Based Photodetection : Stepwise Improvements at Communications Relevant Wavelengths (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Dalgleish, M. M. Matsushita, L. Hu, B. Li, H. Yoshikawa, K. Awaga
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 ページ: 12742-12750
  • DOI: 10.1021/ja304228c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly-efficient organic optoelectronic conversion induced by electric double layers in ionic liquids (2012)
  • 著者名/発表者名: B. Li, Y. Noda, L. Hu, H. Yoshikawa, M. M. Matsushita and K. Awaga
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 100 ページ: 163304/1-163304/4
  • DOI: 10.1063/1.3697988
  • 査読あり
• [学会発表] 多核錯体クラスターの電子スポンジ機能を利用した二次電池の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川浩史
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学
  • 年月日: 2013-11-02
• [学会発表] 固体電気化学を基盤とした分子クラスターの機能開拓 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川浩史
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会京都
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] 分子クラスター/ナノカーボン複合体を用いた電気エネルギーデバイス (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川浩史
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2013-09-13
• [学会発表] Solid-state electrochemistry of molecular clusters (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Yoshikawa
  • 学会等名: The 15th Asian Chemical Congress
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2013-08-22
• [学会発表] Applications of Polyoxometalates/Nanocarbons Nano-hybrid Materials to Rechargeable Batteries (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Yoshikawa
  • 学会等名: Frontiers in Metal Oxide Cluster Science 2012
  • 発表場所: Lanzarote, Spain
  • 年月日: 2012-11-18
• [学会発表] Polyoxometalates as Electron Sponges (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Yoshikawa
  • 学会等名: The 40 International Conference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: Valencia, Spain (ICCC40)
  • 年月日: 2012-11-18
• [学会発表] 多核金属錯体を用いた新しい二次電池の開発と反応機構解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉川浩史
  • 学会等名: 第25回若い世代の特別講演会(日本化学会第92春季年会)
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [図書] 次世代蓄電池の【最新】材料技術と性能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川浩史, 他
  • 総ページ数: 716-720
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 電気化学/インピーダンス測定のノウハウと正しいデータ解釈 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川浩史, 他
  • 総ページ数: 359-361
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] リチウムに依存しない革新型二次電池 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川浩史、阿波賀邦夫, 他
  • 総ページ数: 237-248
  • 出版者: NTS
• [備考]
  • URL: http://advmat.chem.nagoya-u.ac.jp/yoshikawa.html
• [産業財産権] 電気二重層コンデンサ (2012)
  • 発明者名: 阿波賀邦夫、吉川浩史、佐藤正春
  • 権利者名: 名古屋大学、村田製作所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2012-207080
  • 出願年月日: 2012-09-20
  • 外国
• [産業財産権] 組成物、及び二次電池 (2012)
  • 発明者名: 阿波賀邦夫、吉川浩史、信原一敬、上村光浩
  • 権利者名: 名古屋大学、富士シリシア化学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2012-013261
  • 出願年月日: 2012-01-25
  • 外国