研究課題
イオン液体は1992年[emim]BF4の合成以来、特異な熱力学物性や電気化学特性、多様な構造形成性により高い感心を集め、幅広い分野で研究が続けられている。特にここ数年、環境問題やバイオ・エネルギープロセスに関連して、イオン液体/分子液体界面における局所高電界環境下での構造ダイナミクス、ならびに物質輸送の学理構築が喫緊の課題として位置づけられている。本研究は、古典的な界面電気化学が、とりわけ無溶媒電解質液体であるイオン液体に暗黙の内に適用される誤った現状に鑑み、これを物理化学の基礎的問題として再構築し、当該分野の誤謬の解決を図る。我々が界面計測において多用する赤外－可視和周波発生振動分光法(IV-SFG法)は表面・界面選択性の高い計測法であり、界面分子配向の情報などを与える優れたツールである。そこで、本年度はイオン液体の界面効果が重要な役割を果たす電気二重層キャパシターにおいて、グライム／Li+カチオンを用いた新奇イオン液体の界面挙動及び[TFSA]、[OTf]アニオンの添加効果を詳細に検討した。先ず、指摘しておきたい点は、本研究によりグライム／Li+カチオンは電極電位に応じて電極上で脱離・会合の２つの状態を取りうることを明らかにした。これは通常のイオン液体では起こり得ないプロセスであり、本系の有用性を反映するものと考えられる。さらに[TFSA]アニオンと[OTf]アニオンの白金電極に対するアフィニティは[OTf]が[TFSA]を遥かに凌ぐため、電気化学窓内でのカチオン種およびアニオン種の交換には強いヒステリシスと長い緩和時間を伴う配向変化が認められる点、今後の材料開発に有益な視点を提供できたと考えている。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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