Creation of two-dimensional conjugated polymer, coordination nanosheet, and manifestation of higher-order functions using high quality and hetero-structured nanosheets

使用高质量和异质结构纳米片创建二维共轭聚合物、配位纳米片以及高阶函数的表现

• 批准号: 19H05460
• 负责人: 西原 寛
• 金额: $ 348.36万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-23 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H05460/
• 关键词: 二次元物質; 金属錯体; 結晶; ヘテロ構造; エネルギー貯蔵; 導電性; 太陽電池; 光検出器; 電池材料

配位ナノシートのエネルギー貯蔵材料としての特性について、2019年にニッケルイオンとヘキサアミノベンゼンから合成されるビス（ジイミノ）ニッケルシート（NiDI）が、リチウムイオン二次電池の正極材料として155 mAh/gの高いエネルギー密度を持つことを報告した。今回、ビス（ジイミノ）銅シートCuDIについてその正極材料特性を評価し、400 ｍAh/gの極めて高いエネルギー密度を持つことを見出してそのカチオン/アニオンがともに関わるデュアルイオンレドックスメカニズムを明らかにした。配位ナノシートのヘテロ構造についての研究として、ビス(テルピリジン)鉄ナノシート（Fe-tpy）とビス(テルピリジン)コバルトナノシート（Co-tpy）のヘテロ積層を水/ジクロロメタン界面での連続的ワンポット合成で作製することに成功した。その積層構造をTEM-EDSにより解析し、ナノシートの成長機構を明らかにした。ヘテロ積層膜の電気化学特性をサイクリックボルタンメトリーで解析し、混合原子価状態の狭いポテンシャル領域においてナノシートの導電性が上昇すること及び内層が外層と基板間の電子移動を媒介することを示した。さらに、電極に挟んだ二層膜の電流―電圧特性では、安定した整流特性を示し、バリア電圧は二層間の酸化還元電位差に対応することを明らかにした。また、配位ナノシートの反応性を利用して面内へテロ接合の作製にも成功し、その整流特性を見出し、論文投稿準備中である。配位ナノシートのデバイス応用として、テルピリジン亜鉛（II）配位ナノシートを複合することにより、ペロブスカイト太陽電池の特性が向上することを示した。

Coordination of organic compounds and storage materials and characteristics of the product, 2019, the year of preparation of organic compounds (NiDI), the year of preparation of electrode materials for secondary batteries, the year of In this paper, the characteristics of electrode materials for copper and CuDI were evaluated, and the electrode density of 400 mAh/g was determined. The research on the structure of the coordination compound and the synthesis of the coordination compound and the interface of the coordination compound were successful. The structure of the layers is analyzed by TEM-EDS, and the growth mechanism of the layers is analyzed by TEM. The electrical properties of the multilayer film are analyzed, and the conductivity of the multilayer film is increased. The current-voltage characteristics of the two-layer film between the electrodes are as follows: stability, rectification characteristics, voltage difference, and potential difference between the two layers. The application of the anti-polarization property of the ligand to the fabrication of the in-plane junction was successful, and the rectification characteristics were revealed. The characteristics of lead (II) coordination solar cells are shown in this paper.

项目成果

配位ナノシートの電気化学的合成と電極触媒特性評価

配位纳米片的电化学合成及电催化表征

• 发表时间: 2023
• 作者: 前田 啓明;藤野 真弓;長島 佐代子;西原 寛
• 通讯作者: 西原 寛

金属錯体をモチーフとする二次元物質

基于金属配合物的二维材料

• 发表时间: 2022
• 作者: 福居 直哉;遠藤 友;伊藤 実祐;髙田 健司;西原 寛;古市晃;西原 寬
• 通讯作者: 西原 寬

配位ナノシートの創製と特性・機能

配位纳米片的制备、性质和功能

• 发表时间: 2022
• 作者: Naoya Fukui;Yu Endo;Miyu Ito;Kenji Takada;Hiroaki Maeda;Sayoko Nagashima;Hiroshi Nishihara;三村昌司;西原 寛
• 通讯作者: 西原 寛

Nishihara Laboratory 東京理科大学研究推進機構総合研究院 西原研究室

西原实验室 东京理科大学研究振兴研究所 西原实验室

酸素発生用電極及び酸素発生装置

制氧电极及制氧装置

• 发表时间: 2022