無水の純粋な有機固体プロトン伝導体  イミダゾリウム水素ジカルボン酸塩のプロトン伝導率に対する分子動力学の影響

SUNAIRI Yoshiya; DEKURA Shun; UEDA Akira; UEDA Akira; IDA Tomonori; MIZUNO Motohiro; MORI Hatsumi

文献

J-GLOBAL ID：202002228678242654 整理番号：20A1039013

無水の純粋な有機固体プロトン伝導体イミダゾリウム水素ジカルボン酸塩のプロトン伝導率に対する分子動力学の影響

Anhydrous Purely Organic Solid-State Proton Conductors: Effects of Molecular Dynamics on the Proton Conductivity of Imidazolium Hydrogen Dicarboxylates

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資料名：
巻： 89 号： 5 ページ： 051008.1-051008.11 発行年： 2020年05月15日
JST資料番号： G0509A ISSN： 0031-9015 CODEN： JUPSA 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：文献レビュー発行国：日本 (JPN) 言語：英語 (EN)

加湿せずに,100°C以上で作動できるプロトン伝導性材料は将来の燃料電池にとって大変望ましく,そのため,高性能の無水プロトン伝導体の開発とプロトン伝導機構の解明は重要な課題である。有機結晶に基づくそれらによって,有機分子の豊かな材料設計性を利用すれば,詳細にプロトン伝導機構を調べることが可能になる。本研究では,一連のイミダゾリウム水素ジカルボン酸塩の高品質単結晶を用いて,構造-特性相関と,プロトン伝導率に対する構成分子の分子動力学の効果を調べた。その結果,これらの塩の結晶粒界からの寄与のない「固有」プロトン伝導率が初めて観測された。興味深いことに,著者らの研究により,「静的」H結合網構造だけでなく,構成分子の「動力学」が,これらの塩の無水プロトン伝導において相乗的に重要な役割を果たすことが明らかになり,これは無水固体中のGrotthuss型伝導の固有の性質であると考えられる。結果から,無水プロトン伝導体の伝導機構と新しい材料設計への重要な知見が得られた。(翻訳著者抄録)

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固体中の拡散一般

引用文献 (52件)：

P. Colomban, Proton Conductors: Solids, Membranes and Gels Materials and Devices (Cambridge University Press, Cambridge, U.K., 1992).
K. D. Kreuer, Chem. Mater. 8, 610 (1996).
T. Norby, Nature 410, 877 (2001).
K. D. Kreuer, S. J. Paddison, E. Spohr, and M. Schuster, Chem. Rev. 104, 4637 (2004).
P. Knauth and M. L. Di Vona, Solid State Proton Conductors: Properties and Applications in Fuel Cells (Wiley, Chichester, U.K., 2012).

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無水の純粋な有機固体プロトン伝導体 イミダゾリウム水素ジカルボン酸塩のプロトン伝導率に対する分子動力学の影響

無水の純粋な有機固体プロトン伝導体イミダゾリウム水素ジカルボン酸塩のプロトン伝導率に対する分子動力学の影響