公益社団法人・電気化学会・溶融塩委員会

研究例（イオン液体）

イオン液体は、溶融塩の特徴を持ちつつも常温域で利用が可能であるため、様々な応用が期待されている。
以下に、本委員会の委員により行われている研究例を中心に紹介する。

  • 電気化学デバイスへの応用

    イオン液体の難燃性および難揮発性といった特徴を活かし、安全性の高い二次電池の研究開発が盛んに行われている。無機溶融塩を用いた高温作動の溶融塩電池（主に、リチウム二次電池）の低温作動化に成功し1-3、 宇宙用途への応用も実証段階にある4。また、ナトリウム二次電池5やカリウム二次電池6などの次世代電池の研究が進められている。 その他にも、燃料電池7,8、キャパシタ9、色素増感太陽電池10,11、アクチュエータ12,13の研究が行われている。

  • 電気化学を利用した材料・化学物質生産

    イオン液体の広い電気化学窓を利用して、各種金属の電析およびリサイクルに関する研究が行われている14-19。 中でも、アルミニウム金属電析は、水溶液や有機溶媒中では困難であるが塩化アルミニウムを含むイオン液体中では実現可能であり、長く研究されている20。その他、HF系イオン液体からのフッ素ガス製造21に関する研究も行われている。

  • 生物化学分野への応用

    バイオリファイナリーによるバイオエタノール生産や化学薬品の製造に関する研究が行われている22。中でも、木質バイオマスから、毒性の低いイオン液体を用いて、one-potでバイオエタノールを生産する研究が注目されている23。 さらに、生体親和性の高い双性イオン液体(Zwitterionic liquid)を用いたドラッグデリバリーなどの、医療分野への応用が試みられている24,25。

  • 機能材料としての応用

    金属ナノ粒子合成をはじめとする反応媒体としての利用26-28、蓄熱技術29、光機能性材料30,31、二酸化炭素回収・有効利用・貯留技術(CCUS)32,33などの幅広い分野への応用が期待されている。


参考文献

  1. H. Sakaebe and H. Matsumoto, Electrochem. Commun., 5, 594 (2003).
  2. H. Matsumoto, H. Sakaebe, K. Tatsumi, M. Kikuta, E. Ishiko, and M. Kono, J. Power Sources, 160, 1308 (2006).
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  4. M. Yamagata, K. Tanaka, Y. Tsuruda, Y. Sone, S. Fukuda, S. Nakasuka, M. Kono, and M. Ishikawa, Electrochemistry, 83, 918 (2015).
  5. C. Ding, T. Nohira, K. Kuroda, R. Hagiwara, A. Fukunaga, S. Sakai, K. Nitta, and S. Inazawa, J. Power Sources, 238, 296 (2013).
  6. T. Yamamoto, K. Matsumoto, R. Hagiwara, and T. Nohira, J. Phys. Chem. C, 121, 18450 (2017).
  7. H. Nakamoto and M. Watanabe, Chem. Commun., 2539 (2007).
  8. J. S. Lee, T. Nohira, and R. Hagiwara, J. Power Sources, 171, 535 (2007).
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  15. Y. Katayama, R. Fukui, and T. Miura, J. Electrochem. Soc., 154, D534 (2007).
  16. N. Serizawa, Y. Katayama, and T. Miura, Electrochim. Acta, 56, 346 (2010).
  17. H. Kondo, M. Matsumiya, K. Tsunashima, and S. Kodama, Electrochim. Acta, 66, 313 (2012).
  18. M. Ueda, R. Inaba, H. Matsushima, and T. Ohtsuka, ECS Electrochem. Lett., 4, E1 (2015).
  19. J. Nunomura, H. Matsushima, Y. Kyo, Y. Kojima, and M. Ueda, Electrochim. Acta, 460, 142601 (2023).
  20. N. Koura, H. Nagase, A. Sato, S. Kumakura, K. Takeuchi, K. Ui, T. Tsuda, and C. K. Loong, J. Electrochem. Soc., 155, D155 (2008).
  21. K. Matsumoto, K. Shima, T. Sugimoto, T. Inoue, and R. Hagiwara, Angew. Chem. Int. Ed., 133, 7966 (2021).
  22. S. Dutta and S. Pal, Biomass Bioenergy, 62, 182 (2014).
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  24. H. Satria, K. Kuroda, Y. Tsuge, K. Ninomiya, and K. Takahashi, New. J. Chem., 42, 13225 (2018).
  25. T. Hirata, T. Takekiyo, Y. Yoshimura, Y. Tokoro, T. Ishizaki, Y. Kizuka, and K. Kuroda, RSC Adv., 12, 11628 (2022).
  26. T. Torimoto, T. Tsuda, K.-i. Okazaki, and S. Kuwabata, Adv. Mater., 22, 1196 (2010).
  27. K. Okazaki, T. Kiyama, K. Hirahara, N. Tanaka, S. Kuwabata, and T. Torimoto, Chem. Commun., 691 (2008).
  28. T. Tsuda, K. Yoshii, T. Torimoto, and S. Kuwabata, J. Power Sources, 195, 5980 (2010).
  29. S. L. Piper, M. Kar, D. R. MacFarlane, K. Matuszek, and J. M. Pringle, Green Chem., 24, 102 (2022).
  30. L. C. Branco and F. Pina, Chem. Commun., 6204 (2009).
  31. Y. Funasako, H. Miyazaki, T. Sasaki, K. Goshima, and M. Inokuchi, J. Phys. Chem. B, 124, 7251 (2020).
  32. M. Ramdin, T. W. de Loos, and T. J. H. Vlugt, Ind. Eng. Chem. Res., 51, 8149 (2012).
  33. H. Takana, N. Hara, T. Makino, and M. Kanakubo, J. Electrostat., 114, 103634 (2021).



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