成果報告書詳細
管理番号20120000001116
タイトル平成23年度成果報告書 平成21年度第1回採択産業技術研究助成事業 09B33003a 3次元集積型錯体における配位空間・ヘテロ界面の融合制御による革新的エネルギー貯蔵材料の開発 平成23年度中間
公開日2013/11/23
報告書年度2011 - 2011
委託先名独立行政法人産業技術総合研究所大久保將史
プロジェクト番号P00041
部署名技術開発推進部
和文要約プルシアンブルー類似体(PBA)を中心としたシアノ架橋構造の高性能蓄電デバイス用電極材料への応用を目指し、ニトロシル基を利用したシアノ架橋高容量電極の開発を行い、ニトロシル基の2電子酸化還元を利用した充放電容量を達成し、遷移金属だけでなく配位子も充放電反応に寄与させる新しいコンセプトの電極材料の開拓に成功した。
また、シアノ架橋錯体電極の電極-電解液界面プロセスの詳細解析を目指し、電気化学インピーダンス法により界面電荷移動のエネルギー障壁を様々な電解液、イオン種について得られた。特に、水系電解液を使用したNaのPBAへの挿入脱離は、5 kJ/molという非常に低いエネルギー障壁しかないことが明らかとなり、実際、高出力特性が非常に優れていることが分かった。最後に、電子状態解析による充放電反応メカニズム解析を行い、充放電プロセス中のPBA電極の電子状態は、非常に弱い相互作用を仮定した平均場近似で完全に解析することが可能であることが分かり、弱いイオン間・電子間相互作用は、高出力での充放電反応に寄与することが分かった。
英文要約 The charge-discharge capacity of cyano-bridged coordination polymer electrodes was enhanced by introducing the redox-active ligand. Cu[Fe(CN)5NO] showed a reversible capacity of about 160 mAh/g, corresponding to the redox of nitrosyl group.
The electrode-electrolyte interfacial charge transfer process was analyzed by the electrochemical impedance spectroscopy.
The temperature dependence of the charge transfer resistance revealed that the interfacial Na-ion transfer possesses an extremely low energy barrier, which enables the high charge- discharge rate capability.
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