固体電気化学プロセスから発現する新しいエネルギーおよび情報変換
【研究分野】機能物性化学
【研究キーワード】
電子物性 / 固体電気化学 / 有機エレクトロニクス / 電気2重層 / オペランド計測 / 光電変換 / 二次電池 / 分子物性化学 / 2次電池 / 電解結晶化 / 物性化学 / 表面・界面 / 電気化学 / 複合材料・物性 / 分子性固体 / 誘電体物性
【研究成果の概要】
分子物性科学と固体電気化学の双方型研究から、ハニカムやジャイロイドのような特異なトポロジーをもつ分子性ナノポーラス物質を合成して物性開拓を行うとともに、これらを2次電池の正極活物質として利用するとともに、内部空間を利用した活物質挿入や導電性高分子とのハイブリッド化によって、高い蓄電機能を実現した。さらに、固液界面電気２重層を内包する有機デバイスを作製し、優れたトランジスタ特性や高効率光電変換を引き出した。そのほか、さまざまな固体電気化学operando計測を発展させ、金属の仕事関数と電解質の化学ポテンシャルを連続的につなぐポテンシャル接合モデルを世界に先駆けて初めて提唱した。
【研究の社会的意義】
持続可能な社会の発展に向け、ユビキタスな物質や手法による新しいエネルギー変換や情報変換の実現は危急の課題である。本研究では、金属－有機構造体（MOF）や共有結合構造体（COF）などのナノポーラス分子性物質が、２次電池の正極活物質やキャパシタ電極として十分に活用できることを実証することができた。さらに、固液界面の電気２重層を有機トランジスタや光電セルに導入することによって、その基礎理論を発展させるとともに、分子性物質に相応しい作動原理を提唱することができた。
【研究代表者】