日本北陆先端科学技术大学院大学全球首次利用生物分子，成功制作了具备接近10-2 Scm-1的离子导电性的准固态电解质。
生物衍生材料是以源自植物等生物的可再生有机资源（生物质）为原材料的材料，被认为有助于削减二氧化碳（CO2）排放量和实施废弃物处理，不过目前仅在一次性领域得到采用，而且用途有限。另一方面，考虑到昂贵的价格，设想将其应用于具备高附加值的用途。
此次通过对东京大学数年前发现的生物分子3-氨基-4-羟基苯甲酸进行化学加工，合成了名为聚苯并咪唑的超耐热高分子，通过用硼基物质对其中一部分进行化学修饰，成功实现了离子化。然后合成实现离子化的聚苯并咪唑（iPBI）和离子液体，得到了膏状固体电解质。调查发现，其10％减重温度超过340℃，是一种高耐热的准固态电解质，而且离子导电性达到8.8ｘ10-3Scm-1，作为有机类固体电解质实现了非常高的值。
研究概要图
研究还发现，这种离子传导大多数都是锂离子传导的贡献。原因应该是，在具备iPBI链的特殊电子状态下，锂离子没有强力键合，所以对加载的电压做出了灵敏的反应。此外，还通过线性扫描伏安法确认其具有最大4.5V的电位窗口。
为探索该准固态电解质的有用性，研发小组制作锂离子二次电池单元，调查了其充放电特性。结果发现，虽然是准固态电解质，但在锂/电解质/硅单元中，在0.1C的放电率下显示出约1300mAhg-1的放电容量。因此，有望作为面向未来的新一代汽车所需的高性能二次电池，以及需要高电压的其他能源器件的基础技术使用。
相关成果已于1月28日发布在英国皇家化学学会杂志《材料化学杂志A》（影响因子9.9）的网络版上。
文 JST客观日本编辑部
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