A01
| 代表 | 岩橋 崇（東京工業大学） |
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| 研究内容 |
反応に寄与するイオン「活イオン」を高濃度に含む「活イオン液体」は、既存の液体材料を変革し得る新奇液体材料群である。二次電池電解液や有機／無機反応媒体として、活イオン液体が実現する特徴的な反応・機能は、超高濃度活イオン・自由溶媒不在の特異な「活イオンリッチ反応場」に由来する。しかし、当該反応場の反応・機能要因の物理化学的な理解は極めて不十分である。本研究は、分光計測各種を用いて活イオンリッチ反応場の構造を解明し、“活イオン液体の物理化学”の端緒を開く。そして、活イオンリッチ反応場の構造－機能相関を明らかとし、活イオン液体の基礎学理を幅広い応用展開へと繋ぐ橋渡し役を担う。 |
A02
| 代表 | 芹澤 信幸（慶應義塾大学） |
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| 研究内容 |
反応活性イオン（活イオン）を高濃度に含む活イオン液体の機能発現には、活イオンと溶媒分子との組成制御が極めて重要であるが、動的な反応場（界面）では活イオンの濃度分布が生じて局所的に平衡状態とは組成が変化する可能性がある。そこで本研究では、活イオン液体中における動的界面での組成変化を調べるとともに、その過渡的な動的溶液構造が各種反応にあたえる影響を明らかにし、活イオン液体の機能を最大限発現しうる組成設計を提示する。さらに、積極的に界面構造を制御した反応場を対象とした精密電気化学計測によって、特異な界面構造と表面反応機構の相関を明らかにする。 |
B01
| 代表 | 山田 裕貴（大阪大学） |
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| 分担 | 岡 弘樹（東北大学） |
| 研究内容 |
「活イオン液体」の多様性を追求するとともに、応用電気化学の基礎概念、およびエネルギー貯蔵・変換材料の設計概念の変革を目指す。有機・高分子合成の専門家である岡（分担者）と密に連携することで、活イオン液体の構成成分となる溶媒分子およびイオンを新たに設計・合成し、従来の材料にはない高機能の活イオン液体を開発する。従来の電気化学概念では説明不可能な電位窓拡張や電極反応の高速化について、界面解析の専門家である岩橋・芹澤とともに明確化するとともに、更なる高機能活イオン液体の開発により、革新的エネルギー貯蔵・変換デバイスの実現に向けた新材料・新学術基盤を確立する。加えて、新設計の活イオン液体を有機化学（鈴木・黒田）や無機化学（西）の反応場として展開することで、広範な学術分野を巻き込んだ「活イオン液体の科学」の創成を目指す。 |
B02
| 代表 | 鈴木 栞（北海道大学） |
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| 分担 | 黒田 浩介（金沢大学） |
| 研究内容 |
化学反応に寄与するイオン「活イオン」を高濃度に含む新奇液体材料群、「活イオン液体」の発展は電気化学にとどまらず、他分野の礎である“液体科学”そのものを変革しつつある。本研究では、有機化学における新たな概念として「活イオン」を定義し、物理／電気化学的な精密分析技術（A班）を駆使して活イオン液体の基礎学理を究め、有機合成化学や有機材料学（代表：鈴木）・生体関連科学（分担：黒田）など、“有機物”に関わる科学全般に対して革新的な有機化学反応場「活イオンリッチ反応場」を創成する。特に、難溶性有機物の溶解現象と、有機触媒反応における活イオン液体の構造－機能相関を解明し、従来の液体群にはない活イオン液体固有の“高／多機能性”を生かした有機材料の化学加工技術基盤を確立する。 |
B03
| 代表 | 西 直哉（京都大学） |
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| 研究内容 |
本研究では、既存の液液二相系で実現できなかった卑金属ナノマテリアル群を、活イオン液体｜油界面を新たな活イオンリッチ反応場とすることで創製する。この新たな液液界面の電気化学を体系化して学理を構築し、さらに、活イオン液体｜油界面における金属還元析出メカニズムを解明する。本研究によって固体基板フリー・添加剤フリーな卑金属ナノマテリアルの合成法を確立することで、具体的には、AlやMgのナノ構造を用いる新たな紫外プラズモンセンサーや、卑金属ハイエントロピー合金（HEA）ナノ粒子を用いる電極触媒への応用展開を展望する。 |