Study for electronic states of water in high-concentration aqueous electrolytes solutions to demonstrate potential window expansion of mechanism of aqueous electrolyte

研究高浓度电解质水溶液中水的电子态，以证明电解质水溶液的潜在窗口扩展机制

基本信息

批准号：
21K05013
负责人：
森澤勇介
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kindai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究はハイドレートメルト (HM)での電位窓拡張機構の実証のために、電気化学的減衰全反射遠紫外分光法（EC-ATR-FUV）の多角入射測定により高濃度塩水溶液中の水の電子状態の変化を観測し、物性向上機構を解明することが目的である。令和4年度はEC-ATR-FUV作成を行った。EC-ATR-FUV作製開始し、現在そのスペクトルの取得を目指している。現状ではまだ電圧の変化によるスペクトルの変化を測るに至っていないが、内部反射部材の改良法などの指針が得られている。リチウムのハイドレートメルト(Li-HM)について、令和3年度にATR-FUV分光法によって水とリチウムイオンの配位による電子状態変化を論文にて報告したが、電位窓拡張機構の因子となりうる水同士の水素結合については間接的な結果であることが示唆された。水同士の水素結合の情報を補填するために、これまでにラマン分光法が用いられてきたが近赤外分光法（NRI)においてはより変化が鋭敏となることを令和4年度に発見した。このことについての論文を3月下旬に投稿した。この発見は、研究の目的の達成のために水同士の水素結合の情報をFUVの情報と相補的に活用することで深く考察ができると考えられる。令和3年度に引き続きNaTFSIおよびNaTFSの混合塩水溶液の高濃度世的についてATR-FUV測定およびNIR測定を進めた。Liハイドレートメルトとくらべて、FUVにおいてはどうように水のスペクトルシフトが見られたが、シフト量はLi複合塩の同濃度とくらべて小さかった。一方NIRではLi複合塩にみられるものとは大きく違い、高濃度なLiとNa複合塩水溶液で水素結合状態が違うことが分かり、電位窓拡張機構のカチオン依存性解明に寄与する結果となった。以上の結果を分析化学討論会にて口頭発表を行った。

这项研究旨在证明水合熔体（HM）的潜在窗口扩展机制，并通过观察高浓度盐水溶液中水水溶液的电子状态的变化来阐明了通过电化学衰减的总反射总反射型远紫外线分析（Ec-ec-ec-ec-ec------------------------- ec---------------- ec------ fuv）来改善物理性质的机制。在2022年，我们创建了一个EC-ATR-FUV。我们已经开始制造EC-ATR-fuvs，目前旨在获取频谱。当前，尚未衡量由于电压变化而导致的频谱的变化，但是已经提供了改善内部反射构件的方法，例如改善内部反思成员的指南。在2021年，我们报道了由于2021年使用ATR-FUV光谱法在锂水合物熔体（LI-HM）中的配位而导致电子状态变化，但建议在水之间的氢键，这可能是窗户扩展机制的一个因素，是窗户扩张机制的一个因素。直到现在，拉曼光谱已被用尽，以补偿水之间的氢键信息，但是在2022年，我们发现近红外光谱（NRI）对变化变得更加敏感。我在3月下旬提交了一篇论文。可以通过利用有关水域之间的氢键以及有关FUV的信息的信息来深入考虑这一发现，以实现研究的目的。在2021财政年度继续，对高浓度的NATFSI和NATFS混合盐水溶液进行了ATR-FUV和NIR测量。与LI Hydrate熔体相比，在FUV中观察到水中的光谱偏移，但移位量小于相同浓度的LI复合盐。另一方面，NIR与Li复合盐中的NIR显着不同，发现氢键态在高浓度LI和Na复杂盐水溶液之间有所不同，这有助于阐明潜在的窗户扩展机制。在分析化学讨论中口服上述结果。