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錯体水素化物でのリチウム超イオン伝導-その機構解明と新材料創製

复合氢化物中的锂超离子传导-机理阐明和新材料的创造

基本信息

批准号：
21246100
负责人：
折茂慎一
金额：
$ 25.46万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

リチウム超(高速)イオン伝導特性を示すLiBH_4をベースとした水素化物群の合成やその伝導機構の解明、そして関連する新たな水素化物群の創製などを目的とした研究を進めている。今年度、[BH_4]-錯イオンに加えて、[NH_2]-錯イオンや[AlH_4]-錯イオンを含む新たな水素化物群を合成し、結晶構造・格子振動・融解などの諸特性やイオン伝導率の温度依存性などを系統的に評価したところ、以下の結果が得られた。(1)[NH_2]-錯イオンから形成されるLiNH_2の場合、それ自体のイオン伝導度は室温で10^<-9>/cmと低い(LiIも同様の低い伝導度を示す)が、I^-を用いて[NH_2]-錯イオンを部分的に置換することで特徴的な層状構造を有する新しい錯体水素化物Li_3(NH_2)_2Iが生成し、さらにそのイオン伝導特性を評価したところ出発原料であるLiNH_2やLiIより4桁も高い値(室温で10^<-5>S/cm)を示すことが明らかとなった。この特徴的な層状構造は、ラーベス相構造を示す金属水素化物との類似性も強く、錯体水素化物と金属水素化物を繋ぐ新たな水素化物の最初の合成例としての学術意的な意味も大きい。(2)[AlH_4]-錯イオンや[AlH_6]^<3->錯イオンから構成されるLiAlH_4やLi_3AlH_6などの錯体水素化物でも高いイオン伝導度を示すことが明らかとなった。これらの知見は、[BH_4]^-や[NH_2]^-、[AlH_4]^-や[AlH_6]^<3->などに加えて、[NiH_4]^<4->、[CoH_5]^<4->、[MnH_6]^<5->などの錯イオンも含めた多様な錯体水素化物群を次世代リチウムイオン電池電解質として機能化する上、さらにリチウムイオン伝導と水素の(または水素を含む錯イオンの)ダイナミクスとの相関を解明する上で、極めて重要である。

The study on the synthesis, synthesis and conduction mechanism of LiBH_4 and LiBH_4 in the high speed hydrothermal system was carried out. This year,[BH_4]-NH_2]-NH_4]-NH_2]-NH_4]-NH_4]-NH_4]- (1) When LiNH2 is formed, the conductivity of LiNH2 is low at room temperature <-9>(10^ S/cm) and the conductivity of LiI is low at room temperature (10^<-5>S/cm). The characteristic layered structure, phase structure, and similarity of metal hydrate and metal hydrate are discussed in detail. (2)[AlH_4]-LiAlH_4-Li_3AlH_6<3->-LiAlH_4-LiAlH_4-LiAlH_6-LiAlH_4-LiAlH_6-LiAlH_4-LiAlH_4-LiAlH_6-LiAlH_4-LiAlH_4-LiAlH_6-LiAlH_4-LiAlH_4-LiAlH_6-LiAlH_4-Li_4-Li_3-LiH_6-LiAlH_4-LiH_ The knowledge of this phenomenon,[BH_4]^-,[NH_2]^-,[AlH_4]^-,[AlH_6]^-,[NiH_4]^-,[CoH_5]^-,[MnH_6]^-,<3->[NiH_4]^-<4->,[CoH_5]^-,[MnH_6]^-,[NiH_4]^-,[CoH_5]^-,<4->[MnH_6]^-,[NiH_4]^-,[NiH_4]^-,[CoH_5]^-,[MnH_6]^-,[MnH_6]^-,[NiH_4]^-,[NiH_4]^-,[CoH_5]^-,[MnH_6]^-,[NiH_4]^-,[NiH_4]^-,[NiH_4]^-,<5->[

项目成果

期刊论文数量（33）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Stability and dynamics of metal borohydrides(招待講演)

金属硼氢化物的稳定性和动力学（特邀报告）

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Muramatsu;A. Hayashi;T. Ohtomo;S. Hama and M. Tatsumisago;折茂慎一
通讯作者：
折茂慎一

Complex Hydrides for Alternative Energy Sources

用于替代能源的复合氢化物

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Hosokawa;H. Sato;T. Ichitsubo;M. Nakatake;N. Happo;JF. Berar;N. Boudet;T. Usuki;WC. Pilgrim;E. Matsubara;N. Nishiyama;中島直人;S.Orimo
通讯作者：
S.Orimo

Physics and chemistry of hydrogen storage materials(基調講演)

储氢材料物理与化学（主题演讲）