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遠藤 由大*; 深谷 有喜; 望月 出海*; 高山 あかり*; 兵頭 俊夫*; 長谷川 修司*
Carbon, 157, p.857 - 862, 2020/02
被引用回数：23 パーセンタイル：76.39(Chemistry, Physical)本研究では、全反射高速陽電子回折を用いて、Ca挿入2層グラフェン超伝導体の原子配置を明らかにした。構造解析の結果、Ca原子は、従来予想されていたグラフェン間ではなく、2層グラフェンの直下に挿入されることが判明した。電気伝導測定では、この原子配置においてのみ超伝導転移(4K)を示すことも明らかにした。今回の結果は、Ca挿入2層グラフェンにおける原子配置と超伝導発現の相関を初めて明らかにした成果である。
Park, J.*; 高山 俊雄*; 浅野 雅春; 前川 康成; 工藤 一秋*; 高山 俊雄*
Polymer, 54(17), p.4570 - 4577, 2013/08
被引用回数：6 パーセンタイル：19.37(Polymer Science)芳香族ポリベンズイミダゾール(PBI)膜に匹敵する耐熱性と機械特性を示す脂環式PBI(ChPBI)への放射線グラフト重合及びその後のスルホン化処理によりグラフト型ポリベンズイミダゾール電解質膜(sPBI)を作製した。ChPBIは、
-1,4-cyclohexanedicarboxylic acidと3,3'-diaminobenzidineの縮合反応より合成した。合成したChPBIは塩化リチウム含有のジメチル酢酸溶液から製膜することで結晶性を示し、
線の照射によりグラフト重合の開始種となる長寿命ラジカルが生成することがわかった。得られた結晶性ChPBI膜を220kGy照射後スチレン/1-プロピルアルコール(50/50)中でのグラフト重合とスルホン化処理により、イオン交換容量が2.1
2.9mmol/gのsPBI膜が調製できた。sPBI膜は10
10
S/cmと従来のPBI膜よりも高いプロトン伝導度を示した。走査電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分析(SEM-EDX分析)より、sPBI膜中の1
m径のグラフトドメインの形成が高イオン導電性に重要であることがわかった。このsPBI膜は、120
C熱水中で600時間後においてもプロトン伝導度の減少を起こさないことから、これまで作製したグラフト型電解質膜よりも耐熱性に優れていることを明らかにした。
Park, J.; 高山 俊夫*; 工藤 一秋*; 前川 康成
no journal, ,
東京大学生産技術研究所との共同研究で進めている高温高耐久性燃料電池膜の開発を目的に、耐熱性の高い芳香族イミダゾール構造とグラフト重合の開始点となる脂環式構造を含む脂環式ポリベンズイミダゾール(A-PBI)の合成、及び、そのキャスト膜を基材にした放射線グラフト重合による電解質膜の作製を検討した。吸収線量220kGy、溶媒1-PrOH(50vol%)、80Cでスチレンがグラフト率80%でグラフト重合できた。このスルホン化反応により電解質膜が調製できたが、機械強度の低下が見られた。そこで、合成したA-PBIと全芳香族ポリイミダゾールとのブレンド膜を調製し、同様の方法で電解質膜を作製したところ、導電率はわずかに低下するものの機械強度は維持できることがわかった。今後、より高温での作動が不可欠な燃料電池自動車用電解質膜への適用を目指し、高温耐久性と高導電性の両立を試みる予定である。
浅野 雅春; 前川 康成; Park, J.*; 高山 俊雄*; 工藤 一秋*
no journal, ,
耐熱性の高い芳香族ポリベンズイミダゾール(PBI)膜を基材とした電解質膜の開発を進めている。このPBI膜は放射線に対する安定性が高いため、電離放射線を照射してもグラフト重合させるために充分なラジカルが生成されず、電解質膜に必要な導電性を得るためのグラフト鎖の導入が困難であった。今回、PBI中に耐熱性は維持し、ラジカルの生成の増加が期待できる脂環式炭化水素基を導入した脂環式PBI(APBI)を新たに合成することで、ビニルモノマーとの放射線グラフト重合性の向上を試みた。縮合反応より合成したAPBI膜を線照射後、スチレンを反応させたところ、グラフト率は時間とともに増加し、反応開始から36時間後には100%に達した。このグラフト膜をスルホン化(100%)することで、ナフィオンに相当する導電率0.06S/cmの値を示すAPBI電解質膜の開発に成功した。
浅野 雅春; 前川 康成; Park, J.*; 高山 俊雄*; 工藤 一秋*
no journal, ,
耐熱性の高い芳香族ポリベンズイミダゾール(PBI)膜を基材とした電解質膜の開発を進めている。このPBI膜は放射線に対する安定性が高いため、電離放射線を照射してもグラフト重合させるために充分なラジカルが生成されず、電解質膜に必要な導電率を得るためのグラフト鎖の導入が困難であった。今回、PBIの耐熱性を維持したまま、ラジカル生成量の大幅な増加が期待できる脂環式炭化水素基を導入した脂環式PBI(APBI)を新たに合成することで、ビニルモノマーとの放射線グラフト重合性の向上を試みた。縮合反応より合成したAPBI膜を線照射後、スチレンを反応させたところ、グラフト率は時間とともに増加し、反応開始から36時間後には100%に達した。このグラフト膜を定量的にスルホン化することで、ナフィオンに相当する導電率0.06S/cmの値を示すAPBI電解質膜の開発に成功した。
浅野 雅春; 前川 康成; Park, J.*; 高山 俊雄*; 工藤 一秋*
no journal, ,
耐熱性の高い芳香族ポリベンズイミダゾール(PBI)膜を基材とした電解質膜の開発を進めている。このPBI膜は放射線に対する安定性が高いため、電離放射線を照射してもグラフト重合させるために充分なラジカルが生成されず、電解質膜に必要な導電率を得るためのグラフト鎖の導入が困難であった。これを解決するために、PBI中に耐熱性は維持し、ラジカルの生成の増加が期待できる脂環式炭化水素基を導入した脂環式PBI(APBI)を新たに合成することで、ビニルモノマーとの放射線グラフト重合性の向上を試みた。得られたAPBI電解質膜は、グラフト率が向上したことでナフィオンに相当する導電率を示したが、含水特性、機械特性の低下が問題となった。そこで、含水特性、機械特性の向上が期待できるPBIを合成し、APBIとブレンドしたグラフト型電解質膜を作製したところ、含水率の抑制及び機械強度の向上が実現できた。
遠藤 由大*; 望月 出海*; 深谷 有喜; 高山 あかり*; 兵頭 俊夫*; 長谷川 修司*
no journal, ,
近年、新規超伝導発現の舞台として、半導体・絶縁体基板上の単数原子層物質に注目が集まっている。これまでに本研究グループでは、2層グラフェンの層間にCa原子をインターカレートしたC
CaCにおいて、電気伝導測定から超伝導転移を観測している。このようなグラフェン層間化合物では、インターカレーションによる特異な構造変化が報告されているが、原子配置の詳細はまだ明らかになっていない。本研究では、最表面近傍の詳細な構造解析が可能な全反射高速陽電子回折(TRHEPD)法を用いて、Liインターカレート前後のSiC(0001)表面上の2層グラフェンの構造変化を調べた。講演では、様々な構造モデルを仮定したロッキング曲線の計算と測定結果の比較から、最適な構造モデルを議論する。
