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2014 年度 実績報告書

200度を超える中温域で高いプロトン伝導能を有する配位高分子の創成

研究課題

研究課題/領域番号 25810047
研究機関徳島大学

研究代表者

犬飼 宗弘  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (60537124)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードプロトン伝導体 / 固体電解質 / 燃料電池 / 固体NMR
研究実績の概要

固体であるにもかかわらず、まるで液体のようにプロトンが固体内で動くプロトン伝導体は燃料電池の固体電解質として期待されている。本申請では金属イオンと有機配位子が自己集合で組み上がる配位高分子において、1.中温域(200-400℃)で0.1 S/cmを超えるプロトン伝導能の発現を目的とした。
配位高分子の利点である規則性・設計性を十分に生かした系統的な合成を実施し、様々なプロトン伝導性の化合物を得ることに成功した。平成26年度では、前年度で得られた知見を元に、結晶欠陥に高い運動性を有するプロトン伝導性分子を埋め込む、といった新しい分子設計を提案し、合成に成功した。得られた化合物は、150℃で0.005 S/cmと中温域で非常に高いプロトン伝導性を示した。目標としていた、中温域(200-400℃)で0.1 S/cmには若干届かなかったものの、実用レベルの値である。実際に燃料電池を組み上げ、世界初の配位高分子型燃料電池の発電実験に成功した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Reversible solid-to-liquid phase transition of coordination polymer crystals2015

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umeyama, Satoshi Horike, Munehiro Inukai, Tomoya Itakura, Susumu Kitagawa
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 864-870

    • DOI

      10.1021/ja511019u

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on a 2D layer coordination framework showing order-to-disorder phase transition by ionothermal synthesis2014

    • 著者名/発表者名
      Wenqian Chen, Satoshi Horike, Munehiro Inukai, Susumu Kitagawa
    • 雑誌名

      Polymer J.

      巻: 2015 ページ: 141-145

    • DOI

      10.1038/pj.2014.100

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Order-to-disorder structural transformation of a coordination polymer and its influence on proton conduction2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike, Wenqian Chen, Tomoya Itakura, Munehiro Inukai, Daiki Umeyama, Hiroyuki Asakura, Susumu Kitagawa
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 50 ページ: 10241-10243

    • DOI

      10.1039/C4CC04370G

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2016-06-01  

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