ラジカルポリマー含水ゲルの創出と蓄電デバイスへの応用

自由基聚合物水凝胶的制备及其在电力存储装置中的应用

• 批准号: 07J55571
• 负责人: 小鹿 健一郎
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J55571/
• 关键词: ラジカルポリマー; 電極活物質; ラジカル電池; 電解質水溶液

【研究目的】水溶性電解液中で高速に酸化還元するラジカルポリマーを合成し、水中でのラジカル化合物の電気化学を確立する。含水ゲルを形成するポリマー骨格を工夫し、電荷貯蔵能を明らかにするとともに、電解液への溶出が完全に抑制された電極活物質を創出する。水溶性高分子として知られるポリアクリルアミドに長寿命有機ラジカル化合物であるTEMPOを置換したPTAmを新規化合物として合成し、可逆な酸化還元能を有するビオロゲンポリマーと組み合わせることで両極有機化合物からなる水電解質型ラジカル電池の試作を目的とした。【研究成果】PTAmは4-アミノピペリジンを出発物質として、アミノリシス反応によりアクリルアミドモノマーを合成、続くラジカル重合およびそのm-クロロ過安息香酸を用いた酸化により合成した。得られたポリマーの分子量は5.2×10^5であり、SQUID磁束計により求められた酸化によるラジカル発生率は96%で、PTAmの最大実効容量は114mAh/gと算出された。PTAm薄膜電極は、0.1M NaBF_4水溶液中で0.7V(vs.Ag/AgCl)に可逆な酸化還元波を示した。PTAmのサイクリックボルタモグラムは膜厚にともない電流値は増大し、膜厚3μmにおいても定量的な酸化還元容量が得られた。この結果はμmオーダーの膜厚においても、PTAmの膜深部まで電解液が浸透し、膜内のレッドックス席がすべて活性であることを示した。半電池における定電流電解を用いた充放電試験では60Cの充放電において、サイクリックボルタモグラムから求めた酸化還元電位に相当する0.7V(Ag/AgCl)に電位平坦部が現れ、集電体被覆量に相当する114mAh/gの定量的な充放電容量が得られた。最後にPTAmを正極、ポリデシルビオロゲンを負極とした両極高分子からなる試作セルは両高分子の酸化還元電位の差に相当する1.2Vの起電力を示した。60Cの充放電試験では定量的な充放電容量が観測され、2000サイクル充放電後も初期容量の87%の容量を維持し、親水性ラジカルポリマーの酸化還元を用いた蓄電デバイスを実証した。

[objective] High-speed acidification in water-soluble hydrolysates was used to reduce the synthesis of compounds in water, and the electrochemistry was confirmed by electrochemistry. The formation of water-containing carbon dioxide makes it possible to determine the amount of time, the amount of water, and the dissolution of the solution to completely inhibit the production of active carbon. Water-soluble polymers know that organic compounds have long lives, organic compounds, TEMPO compounds, PTAm compounds, synthesis of novel compounds, reversible acidizing compounds, organic compounds, organic compounds, biodegradable compounds, organic compounds. [research results] PTAm4-phenylethyl chloride was used in the synthesis of benzoin acid and benzoin acid in the presence of benzoic acid. The molecular weight is 5.2x10 ^ 5, the SQUID magnetic beam is calculated, the acidizing temperature is acidified, the birth rate is 96%, and the maximum capacity of PTAm is calculated by 114mAh/g. PTAm thin film electron microscopy, 0.1m NaBF_4 aqueous solution with 0.7 V (vs.Ag/AgCl) reversibly acidified elemental wave. PTAm is sensitive to the thickness of the film, the current current is very high, and the film thickness of 3 μ m is sensitive to the quantitative acidizing capacity. Results the results showed that the thickness of the film was affected by the thickness of the film, the deep part of the PTAm film was soaked in the solution, and the activity of the film was tested. In the semi-electric cell, the battery is charged and discharged at 60C, and the acidizing potential is equivalent to 0.7V (Ag/AgCl). The flat part of the battery is sensitive, and the cover of the collector is equivalent to the quantity of 114mAh/g. At the end of the day, the difference of the potential difference between PTAm and acidified polymers is equivalent to that of 1.2V. The initial capacity is 87% after charging and discharging at the temperature of 60C, and the initial capacity is 87% after charging and discharging at the temperature of 60C, the initial capacity of the battery is 87%, and the water-based equipment is acidified and acidified.

项目成果

ラジカルポリマーを電極活物質に用いた水電解質型有機二次電池とi-Messe 評価

使用自由基聚合物作为电极活性物质的水电解质型有机二次电池及i-Messe评价

• 发表时间: 2009
• 作者: 牛流;池戸;竹井;河野;澤田;石田;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;小鹿健一郎
• 通讯作者: 小鹿健一郎

A WATER-SWELLABLE NANO-FILM USING RDICAL POLYMER FOR ENERGY STORAGE

使用自由基聚合物的水膨胀纳米薄膜用于储能

• 发表时间: 2008
• 作者: 牛流;池戸;竹井;河野;澤田;石田;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;小鹿健一郎;小鹿健一郎;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika
• 通讯作者: Kenichiroh Koshika

A rechargeable battery based on hydrophilic radical polymer electrode and its green assessment

• DOI: 10.1080/17518250903251775
• 发表时间: 2009-09
• 期刊: Green Chemistry Letters and Reviews
• 影响因子: 6.6
• 作者: Kenichiroh Koshika;M. Kitajima;K. Oyaizu;H. Nishide

親水性ラジカルポリマーの酸化還元を用いた蓄電デバイス

利用亲水性自由基聚合物的氧化还原的蓄电装置

• 发表时间: 2009
• 作者: 牛流;池戸;竹井;河野;澤田;石田;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;小鹿健一郎;小鹿健一郎
• 通讯作者: 小鹿健一郎

HYDROPHILIC RADICAL POLYMER ELECTRODE-BASED SECONDARY BATTERY : GC COMPATIBILITY EVALUATION

基于亲水自由基聚合物电极的二次电池：GC兼容性评估

• 发表时间: 2008
• 作者: 牛流;池戸;竹井;河野;澤田;石田;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika;小鹿健一郎;小鹿健一郎;Kenichiroh Koshika;Kenichiroh Koshika
• 通讯作者: Kenichiroh Koshika