| 研究実績の概要 |
Mg塩をエーテル系溶媒に溶解させた電解液を調製し、電気化学特性について検討を行った。Mg(TFSA)2〔TFSA: bis(trifluoromethanesulfonyl)amideの略〕とテトラグライム(G4, 化学構造：CH3-O-(CH2-CH2-O)4-CH3)を混合して電解液を調製した。電解液のイオン伝導率は0.5 mol/L程度の塩濃度で最大となり、室温で1.3 mS/cmであった。この電解液中でMg金属の電気化学的な析出・溶解について検討を行った結果、電解液中に不純物として含まれる微量の水がMg金属の析出・溶解過程に大きな影響を及ぼすことを確認した。電解液中の水分が100ppm以下の場合にはMgの析出・溶解が可逆に起きるのに対し、水分濃度が高くなるにつれて可逆性が低下した。これは、水分によりMg金属の表面に不動態被膜が形成されるためと推察される。次に、電解液中におけるMg2+の溶媒和構造についてラマン分光法により解析した。Mg2+イオンにG4分子が溶媒和し、錯カチオンを形成していることが分かった。さらに、電解液中ではMg2+の形成する強い電場によりTFSAアニオンが引き付けられ、接触イオン対を形成しやすいことが分かった。詳細な検討の結果、Mg(TFSA)2とG4が1:1で錯体を形成することが明らかとなった。この錯体の結晶の構造解析を行ったところ，結晶中ではMg2+イオンにG4が配位し、錯カチオン[Mg(G4)]2+を形成していた。さらにMg2+イオンには2個のTFSAアニオンが配位していた。つまり、1個のMg2+イオンにはG4の5個のエーテル酸素と、2個のTFSAアニオンが配位し、合計7配位の錯体構造となっていることが明らかとなった。また、錯体[Mg(G4)](TFSA)2とイオン液体を混合した電解液でもMg金属の電気化学的析出が可能であることを確認した。
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