結晶方位の揃ったプルシャンブルー類似体を電極材料として用いた三次電池

技術概要

環境下での温度変化で充電できる電力設備が要らない三次電池の発明。
結晶方位の揃ったプルシャンブルー類似体を電極材料として用いることを特徴とする。

用途・応用

電池

背景

　現在、 プ ル シ ャ ン ブ ル ー 類 似 体 は、電池の電極材料や、電圧を印加すると変色するエレ
クトロクロミック材料、ガスを検出するガスセンサー材料、水素吸蔵材料として、期待さ
れており、精力的な研究が成されている。この研究の結果、 プ ル シ ャ ン ブ ル ー 類 似 体 の 均
質な膜が得られている。
　このような プ ル シ ャ ン ブ ル ー 類 似 体 の均質な膜の作製方法として、非特許文献１には、
室温で、０．５ｍｍｏｌ／ＬのＫ ３ Ｆｅ（ＣＮ） ６ と、０．５ｍｍｏｌ／ＬのＣｏ（ＮＯ
３ ） ２ と、１ｍｏｌ／ＬのＮａＮＯ ３ を含む水溶液の入った電解槽内において、ポテンシ
ョスタットを使用して、飽和カロメル電極（参照電極）にとの間で、白金（Ｐｔ）電極に
−０．４Ｖを印加することで、Ｎａ １ ． ４ Ｃ ｏ １ ． ３ ［Ｆｅ（ＣＮ） ６ ］・５Ｈ ２ Ｏ の プ
ル シ ャ ン ブ ル ー 類 似 体 の薄膜を白金電極に製膜する技術が記載されている。

【 非 特 許 文 献 １ 】 佐 藤 治 （ O.Sato） 、 他 ４ 名 ， ” シアン化コバルト鉄薄膜における室温で
の ス ピ ン 転 移 を 伴 う 陽 イ オ ン 制 御 に よ る 電 荷 移 動 （ Cation-Driven Electron Transfer
Involving a Spin Transition at Room Temperature in a Cobalt Iron Cyan
ide Thin Film） ” ， 物 理 化 学 誌 （ The Journal of Physical Chemistry、 J.Phys.C
hem.B） ， 米 国 ， 米 国 化 学 会 （ American Chemical Society） ， １ ９ ９ ７ 年 ３ 月 ， １ ０ １
， （ ２ ０ ） ， ｐ 3903− ｐ 3905

課題

（ 従 来 技 術 の 問 題 点 )
　しかしながら、非特許文献１記載の プ ル シ ャ ン ブ ル ー 類 似 体 の薄膜では、結晶方位が無
方向（無配向）であり、結晶方位に強く依存する各種物性や機能性（磁化率やエレクトロ
クロミック応答性等）がそれほど高くない問題がある。また、無配向の場合、平坦な面が
得られにくいという問題もある。
　また、前記非特許文献１記載の技術以外に、 プ ル シ ャ ン ブ ル ー 類 似 体 のナノ粒子を、従
来公知のスピンコート法（スピンキャスト法、円板の上に支持された基板に材料を載せて
高速で回転させることにより均一な膜に形成する製膜法）で膜状に形成する方法でも、結
晶方位は無方向となり、同様の問題を有する。
　前述の事情に鑑み、本発明は、結晶方位の揃った プ ル シ ャ ン ブ ル ー 類 似 体 を得ることを
技術的課題とする。

手段

前記技術的課題を解決するために、請求項１記載の発明のプルシャンブルー類似体の作
成方法は、
　アルカリ金属イオンと遷移金属イオンとシアノ錯体イオンとを含む溶液が収容された電
解槽内に、析出用電極を配置し、析出用電極に直流電圧と所定の振幅で周期的に変化する
交番電圧とを重畳した重畳電圧を印加することで、電気分解により、前記析出用電極に、
Ａをアルカリ金属の少なくとも一種、Ｍを遷移金属の少なくとも一種、Ｌを遷移金属の少
なくとも一種、ｘを０より大きく２以下の数、ｙを０より大きく１以下の数、ｚを０より
大きく１４以下の数とした場合に、化学式Ａ ｘ Ｍ［Ｌ（ＣＮ） ６ ］ ｙ ・ ｚ Ｈ ２ Ｏで表され るプルシャンブルー類似体であって、所定の結晶方位に揃ったプルシャンブルー類似体を
析出させることを特徴とする。

　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプルシャンブルー類似体の作成方法におい
て 、
　対極と、参照極と、前記析出用電極としての作用極と、に接続されたポテンショスタッ
トにより、前記重畳電圧を印加することを特徴とする。

　請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のプルシャンブルー類似体の作成方
法において、
　前記析出用電極に析出したプルシャンブルー類似体に対して、電解質溶液中で電圧を印
加することにより前記プルシャンブルー類似体を酸化させることを特徴とする。

　請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のプルシャンブルー類似体の作成方法におい
て 、
　前記析出用電極に流す電荷量を制御することにより前記プルシャンブルー類似体の酸化
度を制御することを特徴とする。 

効果

請求項１に記載の発明のプルシャンブルー類似体の作成方法によれば、結晶方位のそろ
ったプルシャンブルー類似体を析出させることができ、結晶方位が無配向の従来技術に比
べて、機能性を向上させることができると共に、平坦な表面を得ることができる。
　請求項２に記載の発明によれば、ポテンショスタットにより、重畳電圧を印加すること
ができる。
　請求項３に記載の発明によれば、プルシャンブルー類似体を酸化させることにより、光
誘起磁性や光誘起相転移、過渡的な光スイッチ効果を、プルシャンブルー類似体に発現さ
せることができる。
　請求項４に記載の発明によれば、酸化度を制御することで、光誘起磁性や光誘起相転移
、過渡的な光スイッチ効果の発現の有無や、応答性の最適化ができる。

問い合わせ・詳細資料閲覧

特許情報詳細や資料のダウンロード等については無料会員登録後に閲覧していただけます。
本研究に関するご質問や、話を聞いてみたいなどご興味をお持ちになりましたら、是非お気軽に以下のフォームにお問い合わせください。