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 図1は、本研究で検討したキノン系有機分子ファミリーである。それぞれの分子はカルボニル基のペアを有しているためプロトンとの可逆的な2電子レドックス反応が可能であり、その容量密度はおおむね200~500mAh/gと巨大である。この値はリチウムイオン電池正極材料のLiCoO2(137mAh/g)、LiFePO4(170mAh/g)、負極の黒鉛(372mAh/g)も超えるため、金属元素を含まない有望な高エネルギー密度型の電極活物質となりうる。

図1 2電子レドックス容量を有するキノン系有機分子ファミリー。
図1 2電子レドックス容量を有するキノン系有機分子ファミリー。
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 我々のグループでは、これまで無機材料に比較してデバイス研究が遅れていた有機分子の活物質材料を再び登場させ、これらの実用型2次電池への応用を目指したナノ電極技術の研究開発を行った16~18)