日本北陸先端科學技術大學院大學全球首次利用生物分子，成功製作了具備接近10-2 Scm-1的離子導電的準固態電解質。
生物衍生材料是以源自植物等生物的可再生有機資源（生質）爲原料的材料，被認爲有助於削減二氧化碳（CO2）排放量和實施廢棄物處理，不過目前僅在一次性領域得到採用，而且用途有限。另一方面，考慮到昂貴的價格，設想將其應用於具備高附加值的用途。
此次透過對東京大學數年前發現的生物分子3-胺基-4-羥基苯甲酸進行化學加工，合成了名爲聚苯并咪唑的超耐熱聚合物，透過用硼基物質對其中一部分進行化學修飾，成功實施了離子化。然後合成實施離子化的聚苯并咪唑（iPBI）和離子液體，得到了膏狀固態電解質。調查發現，其10％減重溫度超過340℃，是一種高耐熱的準固態電解質，而且離子導電達到8.8ｘ10-3Scm-1，作爲有機類固態電解質實施了非常高的值。
研究概要圖
研究還發現，這種離子傳導大多數都是鋰離子傳導的貢獻。終極因數應該是，在具備iPBI鏈的特殊電子狀態下，鋰離子沒有蠻力鍵合，所以對裝載的電壓做出了靈敏的反應。此外，還透過線性掃描伏安法應答其具有最大4.5V的電位視窗。
爲探索該準固態電解質的有用性，研發小組製作鋰離子二次電池單元，調查了其充放電特性。結果發現，雖然是準固態電解質，但在鋰/電解質/硅單元中，在0.1C的放電率下顯示出約1300mAhg-1的放電容量。因此，有望作爲面向未來的新一代汽車所需的高性能二次電池，以及需要高電壓的其他能源器件的基礎技術使用。
相關成果已於1月28日發佈在英國皇家化學學會雜誌《材料化學雜誌A》（影響因子9.9）的網路版上。
文 JST客觀日本編輯部
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