持続可能な電荷貯蔵に向けた有機・高分子レドックス材料の結合と分解の化学

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1. 可逆なレドックス能を有する有機多孔質材料の創出とデバイスへの展開有機レドックス分子の一種であるアントラキノンを構成要素とする有機多孔質材料を新規に合成した。同多孔質材料自体は導電性を持たないため、その空孔内で導電性高分子を重合することで導電性を付与した。同材料は、酸性水電解液中で負極材料としてほぼ理論容量通りで動作した。同材料を負極として使用し、高い出力・耐久性をもつ有機空気二次電池をはじめて実証した（J. Mater. Chem. A 2023、Hot paperに選出）。なお、本成果の一部は、スウェーデン・ウプサラ大との共同研究によるものである。2. 電荷貯蔵能と温和な分解能の双方を併せ持つ有機・高分子レドックス材料の創製有機レドックス分子の一種であるビオロゲン誘導体が、電解質水溶液中にて可逆に酸化還元可能で、生体分子を原料として調製可能である4,4’-ビピリジンから環境適合な簡便に合成できることを見出した。さらに、同ビオロゲン誘導体が温和な低温熱処理（～200℃）で分解、80％以上の高収率で原料である4,4’-ビピリジンを再生することも見出した。以上から、電荷貯蔵能と温和な分解能の双方を併せ持つ有機・高分子レドックス材料の創製に成功した。これらの成果をまとめた論文を、現在、国際科学誌に投稿・修正中である。