共同研究・競争的資金等の研究課題

2006年 - 2007年

金属錯体における固体プロトニクスの創成

日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  • 北川 宏
  • ,
  • 山内 美穂
  • ,
  • 山田 鉄兵

課題番号
18350031
配分額
(総額)
16,510,000円
(直接経費)
14,800,000円
(間接経費)
1,710,000円

水素プロセス機能の解明:各種ルベアン酸銅誘導体におけるプロトン共役酸化還元特性の有無について調べるために、R2dtoaCuのアクアゾルに高活性な発生期水素を吸収させ、反応時間に応じた分子構造の変化を、赤外吸収、EXAFS、X線光電子分光(XPS)等により、詳細に検討した。
混合伝導体の創出:合成した各種の配位高分子のプロトン伝導性を調べるために、研究室所有のガス圧・温度可変クライオスタット及びインピーダンス測定装置を用いた。プロトン伝導率は、複素平面インピーダンス法(加圧成型ペレット、擬似四端子法、20Hz-4MHz、金ペースト、金線)により測定した。そして、プロトン伝導性の相対湿度と水素圧依存性を調べた。これにより、伝導機構がグロータス・メカニズムであることを明らかにした。また、温度依存性の測定から、プロトン伝導度の活性化エネルギーを求めた。これも伝導機構の解明の手掛かりの1つとなった。さらに、固体NMR法により、水クラスターの分子運動(自由度)の凍結の有無を調べた。その結果、150Kまで運動が凍結しないことがわかった。
配位高分子空間を利用したエネルギーデバイスの作製:エネルギー操作の効率を最適化した多孔性配位高分子の空間場を精密に設計・構築し、新しい型の燃料電池やイオン(プロトン)電池デバイスの試作を行った。