新規フッ素系常温溶融塩の大量合成法の確立と電気化学システムへの応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555237
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 萩原 理加 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (30237911)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 百田 邦尭 森田化学工業株式会社, 取締役事業部長(研究職) ; 野平 俊之 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (00303876) ; 後藤 琢也 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (60296754)
• Keywords: 溶融塩 / イオン性液体 / 室温 / 常温 / イミダゾリウム / フッ化水素 / フッ化物 / 電解質

Research Abstract

本年度は研究者らが独自に開発した高導電性常温溶融塩、HF系1-エチル-3-メチルイミダゾリウム塩、EMlmF・2.3HFの諸物性を明らかにし、各学会誌等に報告するとともに、高導電性発現機構を解明するための種々の物性測定、構造解析を行った。このためにはイミダゾリウムカチオンのアルキル側鎖を変えて導電率や粘性率への影響の検討を行い、また、高エネルギーX線回折測定などによる液体構造の研究を進めた。また、本科学研究費補助金にて購入したDSC装置による熱分析を行った。その結果、これらの常温溶融塩には共通してXF・2.3HFの組成で解離圧が極めて低くなり、アニオンとして存在するのはH_2F_3^-あるいはH_3F_4^-といったオリゴマーイオンであり、これらの間でかなり早いHFの交換が起こっていることが明らかにされた。またこれらのカチオンやアニオンはすべて平面分子であり、液体状態でかなり配向があることが確認された。またはっきりした融点は示さず、-100℃以下でガラス転移を起こすことも明らかになった。来年度はさらにこれらの構造が低粘性や高導電率にどのように寄与しているのか、明らかにしていきたい。
電解質や反応溶媒としての応用のための大量合成法の確立については、約1リットル規模の合成装置の設計をほぼ終え、発注を終えたところであり、来年度からの試料の大量供給が可能になると期待している。キャパシタ電解液としての応用も小規模なセルを用いた予備実験が開始されている。

Research Products

• [Publications] Rika Hagiwara: "A highly conductive RTMS ; Alkylimidazolium Fluorohydrogenates"Proc. of 6th International Conference on Molten Salt Chemistry and Technology. 136-139 (2001)
• [Publications] Rika Hagiwara: "A highly conductive room temperature molten fluoride ; EMIF・2.3HF"J.Electrochem.Soc.. 149. D1-D6 (2002)
• [Publications] K.Matsumoto: "Structural characteristics of 1-ethyl-3-methylimidazolium bifluoride : HF-deficient form of a highly conductive room temperature molten salt"Solid St.Sciences. 4. 23-26 (2002)
• [Publications] 萩原理加: "HF系アルキルイミダゾリウム室温溶融塩"溶融塩および高温化学. 45. 7-16 (2002)
• [Publications] K.Matsumoto: "Tris(1-ethyl-3-methylimidazolium) hexafluorolanthanate"Acta Crystallographica. C58. m186-m187 (2002)
• [Publications] 萩原理加: "室温溶融塩-電気を流す新しい液体-"化学. 57, No.1. 62-63 (2002)