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

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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。