Development of high energy density redox flow battery using the same organic compound for both positive and negative electrode active materials

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昨年度までの検討の結果、当初使用を予定していたフェロセン誘導体は、有機電解液中で電位走査を繰り返すと、特に卑な電位側で不安定化することが明らかとなった。これは主に、フェロセン誘導体に含まれるチオフェン環の還元体が不安定化し、他の化合物に変化、電極表面上に蓄積するためと考えられた。この不安定化には、チオフェン環の2位の水素原子が大きく関与していることが、各種のチオフェン誘導体を用いた電気化学測定から明らかとなった。そこで今年度は、フェロセン誘導体の構造を見直した化合物を合成し、その有機電解液中における電気化学的安定性などについて検討した。先述したように不安定化には、チオフェン環の2位の水素の関与があると考えられたため、この水素を他の官能基などに置換し、その化合物の安定性などについて検討した。目的とする化合物は、フェロセンと対応するチオフェンカルボン酸からFriedel-Craftsアシル化反応を用いて合成、シリカゲルカラムを用いて精製することが可能であった。得られた化合物の構造は、各種分光法により確認した。このようにして得られたフェロセン誘導体の電気化学的安定性について検討したところ、電気化学応答が改善され、チオフェン環由来の電気化学応答も化学的になった。そこで、コインセル型電池を試作し、充放電試験を実施したものの、充放電については良好な結果は得られなかった。セル構造の検討が今後、必要と考えられた。