[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

リチウムにビリリとしびれた芳香環

リチウムイオン電池の電極として炭素材料は注目を浴びてきました。あなたが今お使いのノートパソコンにもリチウムイオン電池が使われているかもしれませんね。

炭素材料はたいていグラフェンを用います。グラフェンは芳香環が延々と続いたような化学構造をしています。今回、芳香環を持ったモデル化合物を用いた実験により、リチウムイオン電池がどこまで高性能になるのか、新たに限界が明らかにされました。芳香環と芳香環の間に最大いくつまでリチウムイオンをためられるのか、限界を迎えたときに炭素骨格はどうなるのか、その答えはいかに!?

軽さの割に高容量で、充電も可能なリチウムイオン電池は、年々工夫がほどこされ、現代の最先端となると、何重にも工夫がはりめぐらされ、それ自体で芸術作品とも言えるほど、技術の緻密な積み重ねで成り立っています。一般には、正極にリチウム金属酸化物を用い、負極にグラファイト(黒鉛)のような炭素材料を用いるものが主流とされます。

ここで言うグラファイトとは、グラフェンの層が積み重なったものです。グラフェンの化学構造は、ベンゼン環が無限に連なり炭素原子が同一平面に広がったようなものです。リチウムイオンが電解質を動き回り、グラフェンの層と層の間に挟まることが、リチウムイオン電池が動作するための重要なポイントのひとつです。

 

グラフェンのように、リチウムイオン電池のための、炭素を用いた電極材料がさかんに研究されてきましたが、ベンゼン環のような六角形の芳香環と芳香環の間に、リチウムイオンが最大いくつまで挿入することができるかは、明らかにされていませんでした。従来はせいぜい2つ程度だろうと思われていました。

2015-12-01_16-25-58

最大ここまでいける!

六角形のベンゼン環が2つ隣り合ったナフタレン環を持つナフタレンテトラカルボン酸二無水物をモデル化合物にして実験したところ、6つの炭素原子が、最大で6つものリチウムイオンを許容できることが、明らかになりました。芳香環の6つの炭素原子あたり、限界は「」ということになります。ここまで来ると、炭素原子は同一平面上に並ぶことができません。

 

今回「リチウムイオン6つまで可能」と限界が示されました。この限界に挑むことで、グラフェンに根差した従来の電極材料は、さらなる改良が可能になるかもしれません。

 

参考論文

  1.  “How Many Lithium Ions Can Be Inserted onto Fused C6 Aromatic Ring Systems?” Xiaoyan Han et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2012 DOI: 10.1002/anie.201109187

 

関連書籍

 

 

The following two tabs change content below.
Green

Green

静岡で化学を教えています。よろしくお願いします。
Green

最新記事 by Green (全て見る)

関連記事

  1. 世界の中心で成果を叫んだもの
  2. イミンを求核剤として反応させる触媒反応
  3. Kindle Paperwhiteで自炊教科書を読んでみた
  4. 白リンを超分子ケージに閉じ込めて安定化!
  5. 誤った科学論文は悪か?
  6. 「フラストレイティド・ルイスペアが拓く革新的変換」ミュンスター大…
  7. 複雑天然物Communesinの新規類縁体、遺伝子破壊実験により…
  8. 食べず嫌いを直し始めた酵素たち。食べさせれば分かる酵素の可能性!…

コメント

  1. この記事へのコメントはありません。

  1. この記事へのトラックバックはありません。

注目情報

ピックアップ記事

  1. 【書籍】アリエナイ化学実験の世界へ―『Mad Science―炎と煙と轟音の科学実験54』
  2. ノーベル博物館
  3. ファンケル、「ツイントース」がイソフラボンの生理活性を高める働きなどと発表
  4. ロジャー・チェン Roger Y. Tsien
  5. 平田義正メモリアルレクチャー賞(平田賞)
  6. ケムステ10年回顧録― 副代表版
  7. 前代未聞のねつ造論文 学会発表したデータを基に第三者が論文を発表
  8. 製造過程に発がん性物質/テフロンで米調査委警告
  9. ヴィドマン・ストーマー シンノリン合成 Widman-Stoermer Cinnoline Synthesis
  10. 技術者・研究者のためのプレゼンテーション入門

注目記事

関連商品

注目情報

試薬検索:東京化成工業



最新記事

モザイクワクチン HIVから人類を守る救世主となるか

ジョンソン・アンド・ジョンソンは、HIV及びエイズに関する会議 "IAS2007" にて、最新のHI…

有機合成化学協会誌2017年7月号:有機ヘテロ化合物・タンパク質作用面認識分子・Lossen転位・複素環合成

有機化学合成協会が発行する、有機合成化学協会誌。今月、7月号が7月25日にオンライン公開になりました…

ジャンフェン・カイ Jianfeng Cai

ジャンフェン・カイ(Jianfeng Cai、19xx年xx月xx日-)は、アメリカ在住の有機化学者…

研究室でDIY!~光反応装置をつくろう~

有機反応開発の世界では、可視光レドックス触媒反応が大ブームです。筆者のグループも例外ではなく、毎日容…

シアノスター Cyanostar

シアノスター  (Cyanostar)は、tert-butylbenzeneとacrylonitri…

スルホニルアミノ酸を含むペプチドフォルダマーの創製

南フロリダ大学・Jianfeng Caiらのグループは、L-アミノ酸とD-sulfono-γ-AAp…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP