イオン液体-多孔性セラミックス複合エネルギー材料の開発とこれを用いた電池発電

离子液体-多孔陶瓷复合能源材料及其电池发电的开发

• 批准号: 18045023
• 负责人: 江坂 享男
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18045023/
• 关键词: イオン液体; マトリックス; 複合材料; 電池; 発電

イオン液体の伝導性の向上にはイオン液体の粘性ではなく,分子の大きさを大きくすることにより,イオン間相互作用を抑制することで,より速いLi+やNa+の動きを達成できるのではないかと考え、化合物の合成とその電気化学的検討を進めた.まず[bmim]TFPBを合成した.1-メチルイミダゾールに1-プロモブタンを反応させ,臭化ブチルメチルイミダゾリウム([bmim]Br)を合成した.また,3,5-ビス(トリフルオロメチル)プロモベンゼンをマグネシウム存在下,テトラフルオロホウ酸ナトリウムと反応させ,テトラキス(3.5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ホウ酸ナトリウムを合成した.これからさらに塩交換を行い,目的物を得た.次に新規物質である[bmim]TPFPBの合成も検討した.まず,プロモペンタフルオロベンゼンにn-ブチルリチウムを反応させ,引き続き三塩化ホウ素を作用させ,トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを合成,単離した.これにペンタフルオロフェニルリチウムを反応させ,テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸リチウム(LiTPFPB)を合成した.得られたもの更に反応させて塩交換を行い,目的物である[bmim]TPFPBを合成した.さらに,bmimをカチオン,高配位ケイ素化合物をアニオンにもつ嵩高いイオン液体の合成も検討した.[bmim]TFPBは既知物質ではあるが,電気化学的測定はほとんどされていない.そこで,NaTFPB/[bmim]TFPB:0.3mol/kgを調製し,セラミックスマトリックス複合材料の電気伝導率測定(5Hz〜5MHzの領域で交流2端子法)を行ったところ,200℃で5.86×10^-4Scm^-1という結果となった.[bmim]TPFPBに関しては,電位窓などの電気化学的測定を検討したが,再現性のある結果が得られなかった.このような検討の結果、まだ完璧ではなく更なる発電の検討が必要であるが、イオン液体を用いた複合材料で固体電解質の代わりになりうるものがあること、また、ケイ素などを含む全く新しいイオン液体を合成できうることが示された。

イ オ ン liquid の 伝 conductivity の upward に は イ オ ン の viscous liquid で は な く, large molecular の き さ を big き く す る こ と に よ り, イ オ ン interaction between を inhibit す る こ と で, よ り speed い Li + や Na + の dynamic き を reached で き る の で は な い か と え test, compound の synthetic と そ の beg を into electricity 気 chemical 検 め た. ま ず [bmim ] TFPB を synthetic し た. 1 - メ チ ル イ ミ ダ ゾ ー ル に 1 - プ ロ モ ブ タ ン を anti 応 さ せ, smelly chemical ブ チ ル メ チ ル イ ミ ダ ゾ リ ウ ム (Br) [bmim] を synthetic し た. ま た, 3, 5 - ビ ス (ト リ フ ル オ ロ メ チ ル) プ ロ モ ベ ン ゼ ン を マ グ ネ シ ウ ム presence, テ ト ラ フ ル オ ロ ホ ウ acid ナ ト リ ウ ム と anti 応 さ せ, テ ト ラ キ ス (3.5 - ビ ス (ト リ フ ル オ ロ メ チ ル) フ ェ ニ ル) ホ ウ acid ナ ト リ ウ ム を synthetic し た. こ れ か ら さ ら に salt exchange を い, goal object を た. Time に new rules material で あ る [bmim] TPFPB の synthetic も beg し 検 た. ま ず, プ ロ モ ペ ン タ フ ル オ ロ ベ ン ゼ ン に n - ブ チ ル リ チ ウ ム を anti 応 さ せ, lead き 続 き three salt ホ ウ mechanism を さ せ, ト リ ス (ペ ン タ フ ル オ ロ フ ェ ニ ル) ボ ラ ン を synthesis, 単 from し た. こ れ に ペ ン タ フ ル オ ロ フ ェ ニ ル リ チ ウ ム を anti 応 さ せ, テ ト ラ キ ス (ペ ン タ フ ル オ ロ フ ェ ニ ル) ホ ウ acid リ チ ウ ム (LiTPFPB) を synthetic し た. Have ら れ た も の more に anti 応 さ せ て salt exchange を い, goal object で あ る [bmim] TPFPB を synthetic し た. さ ら に, bmim を カ チ オ ン, high coordination ケ イ element compounds を ア ニ オ ン に も つ song high い イ オ ン liquid synthetic も の beg し 検 た. [bmim] TFPB は already know material で は あ る が, electric 気 は for determination of the chemical ほ と ん ど さ れ て い な い. そ こ で, NaTFPB / [bmim] TFPB: 0.3 mol/kg を し modulation, セ ラ ミ ッ ク ス マ ト リ ッ ク ス の composite electric 気 伝 conductivity measurement (5 hz ~ 5 MHZ で の field communication terminal 2) line を っ た と こ ろ, 200 ℃ で 5.86 * 10 ^ - 4 SCM ^ 1 と い う results と な っ た. [bmim] TPFPB に masato し て は, potential 窓 な ど の electric 気 chemical determination of を beg し 検 た が, reproducibility の あ る results ら が れ な か っ た. こ の よ う な beg の 検 results, ま だ safely で は な く more な る 発 electric の beg が 検 necessary で あ る が, イ オ ン liquid を with い た で composite solid electrolyte の generation わ り に な り う る も の が あ る こ と, ま た, ケ イ element な ど を contain む total く new し い イ オ を ン liquid synthetic で き う る こ と が shown さ れ た.

项目成果

Investigation of the Localized Oxide Ion Interstitials of PbWO_4-Based Oxide Ion Conductors by Means of Impedance Spectroscopy

阻抗谱研究PbWO_4基氧离子导体的局域氧离子填隙

• 发表时间: 2006
• 期刊: Mater. Res. Bull. 41
• 作者: S.Takai;T.Adachi;T.Esaka
• 通讯作者: T.Esaka

Anode Properties of Lithium Storage Alloy Electrodes Prepared by Gas-Deposition

气相沉积锂合金电极的阳极性能

• 发表时间: 2007
• 期刊: Electrochem. Solid-State Lett. 10
• 作者: S. Takai;H. Sakaguchi et.al.;S. Takai;H. Sakaguchi;H. Sakaguchi et.al.;坂口裕樹;H. Sakaguchi
• 通讯作者: H. Sakaguchi

Neutron Diffraction Study on the Defect Structure of Ta-subs tituted Zn_2TiO_4 Oxide Ion Conductors

Ta取代Zn_2TiO_4氧化物离子导体缺陷结构的中子衍射研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of the Ceramic Society of Japan 115
• 作者: S.Takai;T.Shinohara;A.Hoshikawa;S.Harjo;K.Oikawa;T.Ishigaki;T.Kamiyama;T.Esaka
• 通讯作者: T.Esaka

環境調和型新材料シリーズ 燃料電池材料

环保新材料系列 燃料电池材料

• 发表时间: 2007
• 作者: S.Takai;T.Adachi;T.Esaka;江坂享男
• 通讯作者: 江坂享男