イオン液体研究会
サーキュラー No.9
CONTENTS

P1
P2

代表世話人挨拶

イオン液体研究会代表世話人

大野 弘幸 ( 東京農工大学）

TOPICS

イオン液体を用いた中温作動ナトリウム二次電池
京都大学大学院エネルギー科学研究科・エネルギー理工学研究所 萩原理加、松本一彦、野平俊之

P10

開催報告

P13

会議参加報告

P15

留学体験記

P19

研究室紹介

P24

事務局からの連絡

平成 29 年度イオン液体研究会 産業技術総合研究所 金久保 光央

21st International Conference on Solid State Ionics (SSI-21)
九州大学大学院工学研究院 森川 全章〜フランス国立科学研究庁植物高分子研究所〜
京都大学大学院農学研究科 阿部 充

大阪大学 桑畑研究室

イオン液体研究会主催会議案内
・第８回イオン液体討論会
・第 2 回イオン液体研究会「若手の会」

巻頭⾔言〜～イオン液体研究の将来に期待して〜～
イオン液体研究会代表世話⼈人   ⼤大野弘幸（東京農⼯工⼤大学   学⻑⾧長）

今、イタリアの古都パドバにあるモダンなホテルの⼀一室でこれを書いています。パドバで開催されている Solid   State   Ionics   2017 国際会議に参加しております。外は 35℃の猛暑なので、学会会場内が快適です。ポスター会場が熱気を帯びているのはどこも同じですが、今回は参加者にふるまわれるワインのせいかもしれません。固体イオニクス国際会議は当初、無機イオン伝導体の研究が主流でしたが、イオン伝導性⾼高分⼦子固体などのトピックスを受け⼊入れ、いまや有機物の研究例は相当の数にのぼっております。今回、さらに新しい試みとして、今まで対象とならなかった周辺分野の発表を積極的に受け⼊入れ、あるいは企画し、イオニクス研究を拡⼤大させようという動きがありました。私も Ionics   meets   Bioscience というセッションを企画し、これまでの固体イオニクスでは考えられなかったテーマに挑戦しました。イオニクスとバイオの組み合わせはこれまでにない新しいサイエンスを開く可能性を持っています。ここで⾔言う ionics   は⾔言うまでもなく
イオン液体が主役となるものです。発表会場が直前に変更されるなど、⼩小さなトラブルもありましたが、ポスターも含め、多くの参加者の興味を集めていました。
イオン液体研究も当初の印象からだんだん広がりを⾒見せ、当時には考えられなかった展開も出てきています。2005 年 6 ⽉月にザルツブルグで開催された 1st   International   Congress   on   Ionic
Liquids  （COIL）に参加した感動は今も覚えています。
「イオン液体は⾯面⽩白い物質だ！イオン液体
研究は今後⼤大きく広がるだろうな。」という思いは現実のものになりつつあります。この第⼀一回の会議で Plenary   Lecture を⾏行うことができた栄誉も、第⼆二回を⽇日本で開催することになった重圧も、今では良い思い出になっています。2007 年の⽇日本での開催も含め COIL は順調に隔年開催を続けてきましたが、今回の SSI 国際会議の直後に開催予定であったカナダでの COIL が突然中⽌止となったことは記憶に新しいと思います。しかし、その影響もあって、今回の SSI 国際会議では
イオン液体研究者の参加や発表が多くありました。
「イオン液体は何に使えますか？」という質問を時々受けます。企業の⽅方からの質問には「それを考えるために給料をもらっているんでしょう？」と意地悪く（？！）返事をしますが、実はイオン液体研究の将来を夢⾒見ることはとてもロマンが溢れることなのです。
「今までできなかった
ことができるようになる。」「たとえば？」「そのためのイオンのデザインは？」というように⾃自分で次々と考えを巡らし、未来社会につながるテクノロジーを想像することは実に楽しいことです。
その夢のように思っていたことがイオン液体研究会や討論会、あるいは学術雑誌で発表されると、ワクワクします。研究会のメンバーにはこれからも展開の幅を広げて成⻑⾧長するイオン液体を楽しんで頂きたい。また、研究対象として眺めておられる⽅方は、独⾃自の展開を図って下さい。今のチャレンジが 10 年後の最先端研究に“化ける“可能性は⼗十分にあります。
皆さんもイオン液体とともに夢を抱き、それを現実のものにしてこの分野をもっともっと発展させて下さい。本イオン液体研究会が懇談の場を提供し、楽しい議論を進める上でお役に⽴立てるのであれば幸いです。これからもイオン液体研究会をよろしくお願いします。
-1-

イオン液体を⽤用いた中温作動ナトリウム⼆二次電池a

京都⼤大学⼤大学院エネルギー科学研究科b
京都⼤大学エネルギー理⼯工学研究所
萩原理加 a、松本⼀一彦 a、野平俊之 b

1. はじめに⼆二次電池といえば鉛蓄電池、ニッケル⽔水素電池、リチウムイオン電池などがこれまでに実⽤用化されてきたが、⽤用途の多様化、特に⼤大型化に伴い新たな⼆二次電池の開発が盛んに⾏行われている。近年、国際的に普及が進むハイブリッドカーや電気⾃自動⾞車に加え、再⽣生可能エネルギーから得られる電⼒力の平準化など電⼒力貯蔵網における⼆二次電池の需要もますます増加しており、さらに⾼高性能で安価な⼆二次電池の開発が望まれている。これまでポータブル機器⽤用など⼩小型⼆二次電池では⾼高エネルギー密度を有するリチウムイオン電池が主流であったが、⼤大型⼆二次電池では⾼高い安全性が要求されるだけでなく、コバルトなど希少⾦金属を⼤大量に使⽤用することが難しい。
また、リチウムの天然資源⾃自体にも偏在性があり、今後需要の増加とともにリチウム資源の安定供給が問題視されている。
電⼒力貯蔵⽤用⼆二次電池には、300℃以上の⾼高温で作動する NAS（ナトリウム−－硫⻩黄）電池などがすでに商⽤用化されており、希少元素を含まず、⾼高いサイクル特性や耐久性を持つため魅⼒力的な蓄電池といえる。⼀一⽅方で、作動温度が⾼高いことや脆いβˮ‒–アルミナ固体電解質を使⽤用していることから、安全上の問題が指摘されている。
このような背景から、上述の通り今後の資源的制約が予想されるリチウム⼆二次電池に代わる⼤大型⼆二次電池の有⼒力候補として、ナトリウム⼆二次電池が注⽬目されている 1-‑3。海洋に豊富に存在するナトリウム資源は偏在性がなく、安定した供給が期待され、⼤大型⽤用途として⼤大量に普及しても、市場価格の変動がほとんどない点が⼤大きな特徴である。⼀一⽅方で安全性の向上という観点
では現在ナトリウム⼆二次電池の研究に使⽤用されている有機溶媒系電解液には揮発性・可燃性があるため、より熱的安定性に優れる電解液の開発が望まれる。
また、電極上に⽣生成するSEI(Solidelectrolyte  interphase)被膜の熱的安定性が 60℃付近であるとされ、電池の発熱や⾼高温での使⽤用に問題が⽣生じることも知られている。
筆者らはこれまでに、様々なイオン液体を⽤用いた安全性の⾼高いナトリウム⼆二次電池を開発してきた。ターゲットとしては⾞車載⽤用や電⼒力貯蔵⽤用などであり、ポータブル機器などとは異って、冷却などの温度調節が必要でなく、むしろより優れた特性を引き出すために⾼高い温度で作動できることを特⻑⾧長としている。筆者らはこのような室温より⾼高く、200℃くらいまでの温度域を中温域と呼んでおり、イオン液体の特性を⼗十分に⽣生かせる電池作動温度域であると考えている。
中温作動の特徴として、⾼高いイオン伝導率や電極反応速度により電池の抵抗が低減されるため、速い充放電が可能であること、室温では使⽤用できなかった材料を使⽤用できることなどが挙げら
れる。

-2-

ここでは、ナトリウム⼆二次電池⽤用イオン液体電解質の開発状況と、筆者らが取り組んできた
中温作動ナトリウム⼆二次電池⽤用イオン液体電解液の研究例を紹介する。
2. ナトリウム⼆二次電池⽤用イオン液体電解質の開発状況
表１にこれまでに検討されているナトリウム⼆二次電
池⽤用イオン液体電解質の例とそれらのイオン伝導率を⽰示す（イオンの略称を含む）。
無機系カチオンだけからな
る FSA 塩は混合⽐比率によっては低い融点を⽰示し（例えば Na[FSA]-‑K[FSA]系無機
イオン液体の共融温度は61℃）、中温域でナトリウム⼆二次電池⽤用電解液として⽤用いることができる   4。粘性率が⾼高く、イオン伝導率はそれほど⾼高くないが、ナトリ
ウムイオン分率が⾼高いこと

表 1   ナトリウム⼆二次電池⽤用イオン液体電解質のイオン伝導率 12,  15,  38．  

でイオン拡散や電極反応が促進されることにより、優れた充放電特性が期待できる。Na[TFSA]-‑Cs[TFSA]系の融点はやや⾼高いが 5、TFSA アニオンの⾼高温での安定性を⽣生かして、より⾼高い温度で作動させられるため、結果としてイオン伝導率も⾼高い値となる。
グライムが配位したナトリウムイオンを対カチオンとする FSA 塩([Na(glyme)][FSA])や
TFSA 塩([Na(glyme)][TFSA])は対応するリチ
ウム塩より融点が⾼高いものの、グライムの種類
によっては室温付近で液体となり（例えば[Na(G5)][FSA] の 融 点 は41.3 ℃ 、

図 1      Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]系状態図 12．  

[Na(G5)][TFSA]の融点は 31.7℃）、ナトリウ

T1:   融解開始点、T2:   融解終了点、

ム⼆二次電池⽤用電解液として⽤用いられることがTs-‑s:   固相−－固相転移点、Tg:   ガラス転移点．

報告されている 6,  7。
無機―有機ハイブリッドイオン液体としては、TFSA、FSA、BF4 アニオンのナトリウム塩と-3-

有機カチオンの塩を混合した系が報告されているが 8-‑16、TFSA や BF4 塩では液相線温度が下がら ず 、 Na 塩 分 率 の 低 い 範 囲 で の み 室 温 で 液 体 と な る 場 合 が 多 い （ 例 え ば
Na[TFSA]-‑[C2C1im][FSA]系では Na[TFSA]:[C2C1im][FSA]=20:80 付近が室温で液体となる。図１に Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]系の状態図を⽰示す 12。FSA 塩は
Na[TFSA]分率の限界 9）
Na[FSA]と有機イオン液体の混合による液相線温度の低下が顕著であり、様々な有機カチオンの場合において、広い混合⽐比率で室温を含む温度域で液相が得られる。
ナトリウム塩との混合⽐比にもよるが、同じ組成で⽐比較した場合、⼀一般的にイミダゾリウム系
イオン液体が低粘性を与えやすく、イオン伝導率は⾼高いが、電気化学安定性ではピロリジニウ
ム系イオン液体に劣る場合が多い。例えば粘性率が低いイミダゾリウム系イオン液体ではイオ
ン伝導率が⽐比較的⾼高く、Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]   =   30:70（モル⽐比）の組成で 25℃において5.4  mS  cm−－1、90℃で 31  mS  cm−－1 という値を持つ。有機溶媒系電解液である NaClO4-‑PC 系は25℃で、最⼤大でも 5.2  mS  cm−－1 であり 17、90℃における中温作動がイオン伝導率という観点から有利である。
電池⽤用電解質として、イオン伝導性が⾼高いことは必須条件であるが、電池を⾼高電圧化するためには広い電気化学窓を持つこと（⾼高い酸化還元耐性）も重要である。図２   に三電極式ビー
カーセルを⽤用いて、Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]  (30:70(モル⽐比))のカソードリミット（還元耐性）とアノードリミット（酸化耐性）を室温で調べた
結果を⽰示す。アノードリミットはグラッシーカー
ボン上で 5.2  V  vs.  Na+/Na 付近であるが、正極集電体として利⽤用されるアルミニウム上では 6.0   V
vs.   Na+/Na まで有意な酸化電流は観測されなかった。これはアルミニウム表⾯面に不働態被膜が形成し、⾦金属アルミニウムの表⾯面が保護されているからであると考えられる。カソードスキャンでは
わずかに析出過電圧はあるものの、0   V   vs.
Na+/Na 付近において⾦金属ナトリウムの析出が観測され、電位⾛走査⽅方向を反転した後には溶解に対応する電流ピークが⾒見られた。また、このときの⾦金属ナトリウム析出溶解のクーロン効率は 50%以下であった。さらに、⾦金属ナトリウムの析出溶

図 2      Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA](30:70(モル⽐比))イオン液体中における各種電極のサイクリックボルタモグラム．温度：25℃．電位⾛走査速度：5  mV  s-‑1 12．  

解効率の温度依存性をコインセル（作⽤用極：銅版、対極：⾦金属ナトリウム）を⽤用いて評価した。筆者らの経験から、⼀一般的にコインセルの場合の⽅方が、ビーカーセルの場合より⾼高い析出溶解効率が得られることがわかっている。
電流密度 1.0  mA  cm−－2 で 1.0  C  cm−－2
Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]  (30:70(モル⽐比)を電解液として、の⾦金属ナトリウムを析出させた後、セル電圧が 0.5  V になるまで 0.2  C  cm−－2 のナトリウム⾦金属
溶解と析出を繰り返し、アノード電気量をカソード電気量で除することによって析出溶解効率-4-を得た。この測定の結果得られた析出溶解効率は 90℃において 96%であり、25℃において得られた 69%を⼤大きく上回った。⾼高温でより顕著になる不純物やイオン液体と⾦金属ナトリウムの反応よりも、デンドライト成⻑⾧長の抑制によって集電体から脱落するデッドナトリウムの量が減
少したことがその原因であると思われる。
アミド系イオン液体の還元安定性についてはこれまでに様々な議論がある。筆者らはナトリ
ウム系におけるイオン液体の還元安定性を調べるため、⾦金属ナ
トリウムとの反応性を FSA 系イ
オン液体と TFSA 系イオン液体
で ⽐比 較 し た

18

。例えば

Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]とNa[TFSA]-‑[C2C1im][TFSA] 中
図 3  (a)  Na[TFSA]-‑[C2C1im][TFSA]  (10:90(モル⽐比))   と(b)  Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]  (10:90(モル⽐比))中における⾦金属ナトリウムの析出溶解挙動。
（温度：25℃、スキャン
レート:  5  mV  s−－1）18．  

におけるナトリウム⾦金属の析出溶解挙動を⽐比較すると図３のようになり、FSA 系の⽅方がより⾼高
い可逆性を⽰示す。また化学的な安定性を評価するため、ナトリ

ウ ム 塩 と し て Na[FSA] と Na[TFSA] 、 有 機 イ オ ン 液 体 と し て [C2C1im][FSA] と[C2C1im][TFSA]を⽤用い、これらを表２に⽰示すような割合で混合して、得られたイオン液体に
4 週間⾦金属ナトリ
ウムを浸漬させ、⽬目
視による⾊色の変化と紫外可視分光ス
ペクトルの変化を調べた。図４に(III)Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]   (10:90(モル⽐比 ))  と (IV)

Na[TFSA]-‑[C2C1i
表 2   ⽬目視と紫外可視分光法によるナトリウム⼆二次電池⽤用イオン液体電解質と⾦金属ナトリウムの反応性確認の結果 18．  

m][TFSA](10:90(モル⽐比))の場合の外観の変化を⽐比較する。この実験の結果、少量でも FSA アニオンが存在すると⾦金属ナ
トリウムに対するイオン液体の安定性は⼤大きく向上することが分かった。また、Na+が存在する場合の⽅方が、存在しない場合より⾼高い安定性を⽰示した。電気化学インピーダンス解析の結果
から、FSA 系イオン液体ではイオン液体と⾦金属ナトリウムの反応が遅い（あるいはある段階で⽌止まる）のに対して、TFSA 系イオン液体では反応が進⾏行し続けることが⽰示されている。リチ-5-ウム系において FSA−－を含むイオン液体は還元に対して⽐比較的安定であり、グラファイトへのLi+挿⼊入も可能であることが報告されているが 19,  20、FSA アニオンが還元分解された際に⽣生成す
る表⾯面被膜の安定性がこのような挙動に影響していることが⽰示唆されている 21。ナトリウム系
でも同様の議論ができると考えられ、電極表⾯面の被膜の安定性が FSA 系イオン液体の還元安定性に影響していることも⼀一因であろう。  
  3.   中温域における電極材料の充放電挙動     これまでに筆者らの研究室で検討されているイオン
液体を⽤用いたナトリウム⼆二次電池⽤用正極材料は、層状酸
化物 NaCrO213,  22-‑24、ピロリン酸鉄系材料 Na2FeP2O725-‑27と Na1.56Fe1.22P2O728 、 バ ナ ジ ウ ム リ ン 酸 系 材 料
NaVOPO429 などである。資源的な制約からの脱却に焦点を当てているナトリウム⼆二次電池では、正極材料においても希少⾦金属を⽤用いない戦略が重要なポイントの⼀一つであり、鉄を⽤用いる正極材料は魅⼒力的な候補である。
⼀一⽅方で、室温では⼗十分な性能を発揮できない鉄系材料も多く、イオン液体を⽤用いた中温域における電池作動でこの点を改善できれば⼤大きなメリットとなる。以下ではイ
オン液体を⽤用いた中温作動ナトリウム⼆二次電池⽤用正極

図 4      (III)  Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]     (10:90(モル⽐比))   と  (IV)  Na[TFSA]-‑[C2C1im][TFSA]     (10:90(モル⽐比))に 4 週間⾦金属ナトリ  ウムを浸漬させたときの変化 18．  

材料の例として Na2FeP2O7 を紹介する。  
   Na2FeP2O7 はNa+拡散パスが三次元的に存在し、⾼高い Na+の移動度が期待される正極材料で、理論容量は 97   mAh   g−－1（Fe(II)/Fe(III)の反応であると仮定した場合）である 30,   31。ここではナトリウ
ム⾦金属を対極として、Na2FeP2O7 を導電助剤であるアセチレンブラックと結着剤である PTFE と混錬することで得られたシートを正極として評価を⾏行った。Na[FSA]-‑[C3C1pyrr][FSA](20:80(モル⽐比))   イオン液体を電解液として得られた 90℃
における Na2FeP2O7 正極の充放電曲線を図５に⽰示す 27。⽐比較的遅い充放電レートである 10   mA  g−－1 において、25℃で可逆容量は 90  mAh  g−－1 であるが 90℃において 94  mAh  g−－1 となり、ほぼ理論
容量通りの放電容量が得られた。in-‑situ  X 線回折測定の結果から、90℃における充放電中に新たなピークの出現や消失はなく、ピークシフトと強度-6-

図 5      Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA](30:70( モル
⽐比 ))   イ オ ン 液 体 電 解 質 を ⽤用 い た
Na/Na2FeP2O7 セルの 90℃における充放電曲線（充放電レート:   10   mA   g−－1.   カットオフ電圧:   2.0−－4.0  V）27．  

変化のみが観測され、室温系で報告されている通り固溶体形成に基づくナトリウムイオンの吸蔵放出が起こっていることがわかった。ピロリジニウム系である Na[FSA]-‑[C2C1pyrr][FSA]
系とイミダゾリウム系である Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]を⽐比較すると、イミダゾリウム系イオ
ン液体を⽤用いた場合の⽅方が⾼高いレート特性が得られることがわかっている。この理由について
は電解液中でのナトリウムイオン伝導率の違い、または界⾯面での電気化学反応に有機カチオンの構造が影響している可能性があるが、詳細は検討中である。Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]を電解液として、90℃においてレート特性の Na[FSA]分率依存性を調べた結果を図６に⽰示す。最もNa[FSA]分率が⾼高い 50   mol%において最も優れたレート特性が得られており、   4000、8000、20000、40000      mA  g−－1 でそれぞれ放電容量 94、89、77、56  mAh  g−－1 という極めて良好なレート特性が得られた。電解液中でナトリウムイオンの移動を⽀支配しているのはナトリウムイオン
伝導率である。⼀一般的にアルカリ⾦金属塩を有機イオン液体に加えると粘性率の増加とともにイオ
ン伝導率が低下するため、Na[FSA]分率が低い⽅方がイオン伝導率は⾼高い。⼀一⽅方で、ナトリウムイオンの輸率は Na[FSA]分率が⾼高くなると増加する傾向がある。結果として、イオン伝導率と輸率の積で表されるナトリウムイオン伝導率は、あるナトリウムイオン分率で最⼤大値を⽰示す。筆者らが⾒見積もった Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA]系のナトリウ
図 6  Na[FSA]-‑[C2C1im][FSA](30:70(モル⽐比))  イオン液体電解質を⽤用いて、Na[FSA]分率を変化させた際に Na/Na2FeP2O7 セルが⽰示す放電レート特性（充電レート:  10  mA  g−－1.   カットオフ電圧:  2.0−－4.0  V）27．  

ムイオン伝導率はナトリウムイオン分率が 0.3 か
0.4 付近に最⼤大値を持つが、実際には最もナトリ
ウムイオン分率が⾼高い 0.5 で最も優れたレート特性が得られたことから、電解液中のナトリウムイ
オン伝導率がこの系全体のレート特性を⽀支配しているわけではないことが⽰示唆された。90℃において、電流密度 1000   mA   g−－1 で Na2FeP2O7
正極のサイクル特性を調べたところ、1500 サイクル直後の容量保持率は 93%、平均クーロン
効率は 99.9%であり、この材料が 90℃でも⾼高い耐久性を持つことが⽰示された。  
  4.   おわりに     本稿ではイオン液体を⽤用いたナトリウム⼆二次電池とその中温作動について述べた。リチウム⼆二次電池と⽐比較して資源的に制約の少ないナトリウム⼆二次電池は、ユニークな特徴を持つイオ
ン液体を電解質として⽤用いることで、さらに優位性を⾼高めることができると考えられる。ここでは詳しく述べなかったが、負極材料としてもスズ系合⾦金や 32,   33、ハードカーボン 34、酸化チタン 35,  36、Sn4P337 などがイオン液体系で中温作動することが確認されている。今後さらなる基
礎データの蓄積や電極材料の開発が必要とされるが、⼤大型⼆二次電池の普及に伴い、イオン液体-7-

電解質を⽤用いたナトリウム⼆二次電池が、実⽤用化に向けて有⼒力な候補となることを期待する。  
  謝辞     本研究の⼀一部は、JST-‑ALCA プログラムの⽀支援、および⽂文部科学省の委託(元素戦略拠点形
成型プロジェクト)を受けて⾏行われた。関係各位に感謝する。  
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-8-20)  H.  Matsumoto,  H.  Sakaebe,  K.  Tatsumi,  M.  Kikuta,  E.  Ishiko  and  M.  Kono,   J.  Power  Sources,  2006,  160,  1308-‑1313.  

21)  I.  A.  Shkrob,  T.  W.  Marin,  Y.  Zhu  and  D.  P.  Abraham,  J.  Phys.  Chem.  C,  2014,  118,  19661-‑19671.  
22)  A.  Fukunaga,  T.  Nohira,  Y.  Kozawa,  R.  Hagiwara,  S.  Sakai,  K.  Nitta  and  S.  Inazawa,  J.  Power  Sources,  2012,  209,  52-‑56.  
23)  C.  Y.  Chen,  K.  Matsumoto,  T.  Nohira,  R.  Hagiwara,  A.  Fukunaga,  S.  Sakai,  K.  Nitta  and  S.  Inazawa,  J.  

Power  Sources,  2013,  237,  52-‑57.  
24)  C.  S.  Ding,  T.  Nohira,  K.  Kuroda,  R.  Hagiwara,  A.  Fukunaga,  S.  Sakai,  K.  Nitta  and  S.  Inazawa,   J.  

Power  Sources,  2013,  238,  296-‑300.  
25)  C.  Y.  Chen,  K.  Matsumoto,  T.  Nohira,  C.  S.  Ding,  T.  Yamamoto  and  R.  Hagiwara,  Electrochim.  Acta,  2014,  133,  583-‑588.  
26)  C.  Y.  Chen,  K.  Matsumoto,  T.  Nohira,  R.  Hagiwara,  Y.  Orikasa  and  Y.  Uchimoto,   J.  Power  Sources,  2014,  246,  783-‑787.  
27)  C.  Y.  Chen,  T.  Kiko,  T.  Hosokawa,  K.  Matsumoto,  T.  Nohira  and  R.  Hagiwara,  J.  Power  Sources,  2016,  332,  51-‑59.  

28)  C.  Y.  Chen,  K.  Matsumoto,  T.  Nohira  and  R.  Hagiwara,  J.  Electrochem.  Soc.,  2015,  162,  A176-‑A180.  
29)   C.   Y.   Chen,   K.   Matsumoto,   T.   Nohira   and   R.   Hagiwara,   J.   Electrochem.   Soc.,   2015,   162,  A2093-‑A2098.  
30)  P.  Barpanda,  T.  Ye,  S.  Nishimura,  S.  C.  Chung,  Y.  Yamada,  M.  Okubo,  H.  S.  Zhou  and  A.  Yamada,  Electrochem.  Commun.,  2012,  24,  116-‑119.  
31)  T.  Honma,  T.  Togashi,  N.  Ito  and  T.  Komatsu,  J.  Ceram.  Soc.  Jpn.,  2012,  120,  344-‑346.  
32.)   T.   Yamamoto,   T.   Nohira,   R.   Hagiwara,   A.   Fukunaga,   S.   Sakai,   K.   Nitta   and   S.   Inazawa,   J.   Power  Sources,  2012,  217,  479-‑484.  
33)   T.   Yamamoto,   T.   Nohira,   R.   Hagiwara,   A.   Fukunaga,   S.   Sakai,   K.   Nitta   and   S.   Inazawa,   J.   Power  Sources,  2013,  237,  98-‑103.  
34)  A.  Fukunaga,  T.  Nohira,  R.  Hagiwara,  K.  Numata,  E.  Itani,  S.  Sakai,  K.  Nitta  and  S.  Inazawa,  J.  Power  Sources,  2014,  246,  387-‑391.  
35)  C.  S.  Ding,  T.  Nohira  and  R.  Hagiwara,  Phys.  Chem.  Chem.  Phys.,  2016,  18,  30770-‑30776.  
36)  C.  S.  Ding,  T.  Nohira  and  R.  Hagiwara,  J.  Mater.  Chem.  A,  2015,  3,  20767-‑20771.  
37)  H.  Usui,  Y.  Domi,  K.  Fujiwara,  M.  Shimizu,  T.  Yamamoto,  T.  Nohira,  R.  Hagiwara  and  H.  Sakaguchi,  ACS  Energy  Lett.,  2017,  2,  1139-‑1143.  
38)  K.  Matsumoto,  Y.  Okamoto,  T.  Nohira  and  R.  Hagiwara,  J.  Phys.  Chem.  C,  2015,  119,  7648-‑7655.  
39)  T.  Nohira,  T.  Ishibashi  and  R.  Hagiwara,  J.  Power  Sources,  2012,  205,  506-‑509.  

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平成 29 年度イオン液体研究会開催報告
産業技術総合研究所・化学プロセス研究部⾨門
⾦金久保   光央平成 29 年 5 ⽉月 25 ⽇日に、東北⼤大学⻘青葉⼭山キャンパスのカタールサイエンスキャンパ
スホールにおいて、平成 29 年度イオン液体研究会が開催されました。例年、6 ⽉月に開催している研究会ですが、本年は COIL-‑7（都合により中⽌止）と重なるため少し早めの開催となりました。仙台の５⽉月は⻘青葉祭りも⾏行われ、新緑が映え、爽やかで、⼀一年を通じて最も良い季節です。当⽇日は、残念ながら⼩小⾬雨交じりの少し肌寒い天候となりましたが、震災後に新築されたキャンパスホールは 50 名を超える参加者で埋まり、研究会は演者の先⽣生⽅方の熱のこもったご講演と活発な討議で⼤大いに盛り上がりました。
本年度の研究会は、「材料やプロセス応⽤用を指向したイオン液体の最新動向」をテーマとして、イオン液体の魅⼒力について基礎および応⽤用の両⾯面から掘り下げることを⽬目的としました。イオン液体の特徴を活かした材料やプロセス技術について基礎から応⽤用に渡り研究を進めていらっしゃる、様々な分野でご活躍の先⽣生⽅方をお招きしました。
午前中のセッションは、東北⼤大・⾼高奈秀匡先⽣生によるご講演「イオン液体静電噴霧の流体⼒力学的特性解析と宇宙推進器への応⽤用展開」で始まりました。イオン液体の静電噴霧による微⼩小液滴を推進⼒力としたロケット技術が紹介され、⾼高速度カメラによる可視化計測に基づき、噴霧されたイオン液体の液滴径や液滴速度が流体⼒力学的に議論されました。印加電圧を矩形パルスとし、最適周波数条件とすることで、ロケットの推進特性が向上できることが⽰示されました。続いて、横浜国⽴立⼤大・松宮正彦先⽣生から、「湿式精錬による希⼟土類⾼高純度化とイオン液体電析の連携による希⼟土類⾦金属の回収に関する研究」についてのご講演をいただきました。イオン液体を抽出溶媒だけではなく、電解析出の電解浴としても利⽤用し、従来の溶融塩電解に⽐比べて処理温度や建設費を低

写真：（左）研究会会場の様⼦子、（右）Marco  Haumann 先⽣生のご講演  - 10 -

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減できることが⽰示されました。抽出機構や電解挙動の基礎的な解析のみならず、プロセス化を⽬目指した交流多段抽出装置やスケールアップ電解装置の開発についてのお話がとても印象的でした。  
昼⾷食休憩を挟んで、本年度から研究会代表世話⼈人になられた東京農⼯工⼤大・⼤大野弘幸
先⽣生からご挨拶をいただき、東北⼤大・松本祐司先⽣生によるご講演「イオン液体の真空
化学プロセス」で、午後の最初のセッションが始まりました。イオン液体の極めて低い蒸気圧を巧みに利⽤用したユニークな研究で、真空蒸着によるイオン液体のマイクロ〜～ナノメートルサイズの液滴や薄膜形成についてご紹介がありました。さらに、それらを反応場として利⽤用した結晶成⻑⾧長やポリマー重合反応などが⽰示され、電気化学マイ
クロデバイスへの展望が語られました。続いて、ドイツ Friedrich-‑Alexander  University  Erlangen-‑Nürnberg の Marco   Haumann 先 ⽣生 か ら 、「 Supported   Ionic   Liquid   Phase  (SILP)   Catalysis」 と い う 題 ⽬目 で ご 講 演 を い た だ き ま し た 。 Haumann 先 ⽣生 は 、 Peter  Wasserscheid 先⽣生の研究室のメンバー（SILP 研究グループのヘッド）で、研究室の全体的な概要説明の後、SILP のコンセプトからアプリケーションに⾄至るまでの詳しいお話しがありました。多孔質材料に触媒を含むイオン液体を薄膜として担持した SILP は、
触媒反応の活性や選択性に優れ、反応場を機能化できる上、従来の不均⼀一系固体触媒と同様に取り扱え、スケールアップも容易であることが⽰示されました。アルケンのヒ
ドロホルミル化や⽔水性ガスシフト反応を始めとして様々な気相反応の結果が紹介され、休憩時間になっても尽きることなく、イオン液体の種類や分⼦子構造が触媒反応に及ぼす効果や多孔質ポア内の SILP の状態についてディスカッションが続きました。  
短い休憩を挟み、午後の後半のセッションでは 3 件のご講演がありました。最初のご講演は、東京理科⼤大・佐々⽊木信也先⽣生から「イオン液体の潤滑剤としての特性と利⽤用について」をお話しいただきました。フッ素フリーのシアノ系アニオンからなるイ
オン液体は、フッ素系イオン液体で起こる HF 由来の腐⾷食を回避でき、その潤滑メカニズムの説明が Q-‑Mass や表⾯面分析に基づきなされました。また、DLC を始めとした
摩擦材料にイオン液体を組み合せて使⽤用することで、摩擦低減効果を発現することが⽰示されました。次いで、岩⼿手⼤大・宇井幸⼀一先⽣生に「室温イオン液体の電池⽤用電解質への応⽤用」という題⽬目でご講演いただきました。イオン液体のリチウム⼆二次電池適⽤用における課題や最近の動向について解説いただいた後、天然⿊黒鉛負極やシリコン負極における電気化学特性についてお話しいただきました。XPS や FE-‑SEM/EDX による電極上の析出物の分析や電気化学インピーダンス解析により、イオン液体中における SEI
被膜などの⽣生成機構が議論されました。最後に研究会の結びとして、前代表世話⼈人の⿃鳥取⼤大・伊藤敏幸先⽣生に「イオン液体を⽤用いる抵抗可変型メモリの性能向上」についてご講演いただきました。本イオン液体研究会サーキュラー7 号の TOPICS にも記載がありますが、CB-‑RAM の細孔にイオン液体を充填することで動作電圧を低減する試みについてご紹介いただきました。ご講演では、メモリについての初歩的な説明から、- 11 -

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CB-‑RAM の動作原理、動作電圧に及ぼすイオン液体の効果や銅イオン含有イオン液体の有⽤用性が⽰示されました。イオン液体の新たな⽤用途として⼤大変興味深く、今後の展開が強く期待されました。  
講演会終了後、研究会代表世話⼈人の東京農⼯工⼤大・⼤大野弘幸先⽣生により総会が⾏行われ、研究会の状況や今秋 11 ⽉月 23-‑24 ⽇日に東京農⼯工⼤大で開催予定の第 8 回イオン液体討論会のアナウンスがありました。その後、地下鉄で⻘青葉⼭山から仙台駅まで移動し、多くの⽅方々に懇親会にご参加いただきました。⿃鳥取⼤大・伊藤敏幸先⽣生の乾杯により懇親会が開始され、東北の地酒やワインを⽚片⼿手にイオン液体に関する熱い議論が交わされました。⾦金沢⼤大・⾼高橋憲司先⽣生の中締め後、東京⽅方⾯面など⽇日帰りで戻られる⽅方々が多かったようですが、熱気冷めやらず、仙台の夜が更けるまでご議論が続いた先⽣生⽅方もいらっしゃったようです。本年度の研究会は、基礎から応⽤用に渡る材料やプロセス技術がテーマであったこともあり、企業からの参加者の割合が多い研究会となりました。参加された多くの⽅方々が、イオン液体の科学的や学術的な⾯面⽩白さに加えて、イオン液体を⽤用いた産業技術の応⽤用展開に注⽬目していることがうかがえる良い機会となりました。  
最後になりますが、会場の⼿手配を始めとして、当⽇日もお⼿手伝いいただいた東北⼤大の松 本 祐 司 先 ⽣生 と ⾼高 奈 秀 匡 先 ⽣生 お よ び 研 究 室 の 学 ⽣生 諸 ⽒氏 、 イ オ ン 液 体 研 究 会 事 務 局 の⽅方々、座⻑⾧長をお願いした弊所の牧野貴⾄至⽒氏と河野雄樹⽒氏に、この場をお借りして深く感謝申し上げます。  

	 写真：（左）研究会代表世話⼈人・⼤大野先⽣生のご挨拶、（右）懇親会会場の様⼦子  - 12 -

21st  International  Conference  on  Solid  State  Ionics  (SSI-‑21)   参加報告
九州⼤大学⼤大学院⼯工学研究院応⽤用化学部⾨門
助教   森川   全章2017 年 6 ⽉月 18 ⽇日〜～23 ⽇日の間、イタリアのパドヴ
ァにて開催された 21st   International  Conference  on
Solid  State  Ionics  (SSI-‑21)   に参加しました。パドヴァ
は⽔水の都ヴェネツィアから列⾞車で 30 分、ヴェネト州の中⼼心に位置する街です。ヨーロッパ最古の⼤大学のひとつであるパドヴァ⼤大学や世界遺産の植物園、サンタントニオ聖堂やジョットのフレスコ画が残るスクロ
ヴェーニ礼拝堂など、北イタリア最古の都市として有名です。6 ⽉月のイタリアは過ごしやすい気候と思いきや、⽇日差しがことのほか強く、ホテルから会場まで徒歩 30 分の移動を 5 ⽇日間繰り返すだけでかなり⽇日焼けしたような気がします。
SSI   は⼆二年に⼀一度、固体イオニクスの国際学会として開催されています。21 回⽬目となる今回の学会は、

サンタントニオ聖堂①エネルギーと環境分野、②情報通信技術とロボット⼯工学分野、③⽣生体系と⽣生命科学分野、④イオン伝導材
料の基礎と理論の４分野に分かれ、世界中から集まった研究者がイオニクスに関する最新の研究成果を発表し、議論が⾏行われました。1,200 名以上の参加者の内、ヨーロッパから約 5 割、アジアから 3 割、アメリ
カから 1 割程度の参加があり、アジアの中では⽇日本が約半数の参加を占めていました。本学会はリチウムイオン電池や太陽電池をはじめとする電気デバイス、学会会場（Padova Fiere）の入口センサーやアクチュエーター開発などに関する研究発表が多く、その中でイオン液体やイオン液体ポリマー、イオン液体ゲルを利⽤用したデバイ
ス作製と性能評価が盛んに⾏行われ、これら電気デバイスの開発においてイオン液体が重要な地位を占めていることを再認識しました。私は、東京農⼯工⼤大学の⼤大野弘幸先⽣生や東京薬科⼤大学の藤⽥田恭⼦子先⽣生らがセッションオーガナイザーを務められた   “Ionics  meets  bioscience”   のセッションにおいて招待講演をさせていただきました。電池やセンサーなどの電気デバイスに関する研究がメインストリームである本学会において、バイオサイエンス分野の溶液系ソ- 13 -

フトイオニクスに関するセッションが組まれたのは、今回が初めてとのことで、画期的な取り組みと思いました。  
   本セッションはバイオサイエンス分野におけるイオン液体の有⽤用性や特異性に焦点を当てた研究発表が数多くなされました。例えば、⼤大野先⽣生のご講演では Kamlet-‑Taft パラメータを指標とすることにより、室温においてもセルロースを溶解できる亜リン酸型イオン液体の開発やバイオマスからセルロースとリグニンを別々に分離回収するプロセスが紹介されました。また、⾦金沢⼤大学の⾼高橋憲司先⽣生のご講演では、イオン液体中におけるセルロースのエス
テル化反応に関する詳細なメカニズムの解明、藤⽥田先⽣生のご講演では⽔水和イオン液体へのタ
ンパク質の溶解と安定化、ならびに電⼦子移動反応速度の向上といった⼤大変興味深い研究成果が紹介されました。私は、イオン液体と⽔水の界⾯面を利⽤用したタンパク質カプセルの作製やイ
オン液体−－イオン結晶の光相転移とソーラー熱燃料への応⽤用について発表させていただきました。本学会に参加してイオン液体が⾮非常に幅広い分野の研究者により扱われていることを実感しました。
「イオン」と「液体」は、研究の⽇日⽤用品ともいうべきものなので、多くの研究者が多⾓角的な視点から「イオン液体」を取り⼊入れ、
多様な研究が展開されるのはイオン液体研究の強みだと思います。  
次回の SSI-‑22 は 2019 年 6 ⽉月 16 ⽇日〜～21 ⽇日の間、韓国のピョンチャンにて開催される予定です。燃料電池や⼆二次電池、固体エレクトロニクスの発表分野に加えて、”Back  to  Ionics  in  Nature”  というセッションが企画されています。これは、固体イオニクスの学会でありながら、⽣生命や⾃自然界のソフトイオニクス研究の重要性が認識され、学際的な研究が進むよう意図されたものと思います。今後もイオン液体を鎹として異分野の研究
者が国際学会にて交流することにより、新しい研
究アイデアやイノベーションが⽣生まれるものと思います。  

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ポスター会場の様子

留学体験記  〜～フランス国⽴立科学研究庁植物⾼高分⼦子研究所〜～    京都⼤大学⼤大学院農学研究科森林科学専攻  学術振興会特別研究員（PD）   阿部   充    1.   はじめに     私は、2014 年 3 ⽉月に東京農⼯工⼤大学の⼤大野弘幸教授（現在は同⼤大学学⻑⾧長）のもとで博⼠士号を取得し、同⼤大学にて特任助教として 1 年間勤務した後、2015 年 4 ⽉月より京都⼤大学の⻄西尾嘉之
教授のもとで⽇日本学術振興会特別研究員（PD）として研究を⾏行っています。この間、2016 年
5 ⽉月から 2017 年 3 ⽉月まで、フランス国⽴立科学研究庁植物⾼高分⼦子研究所（CERMAV-‑CNRS）に留学し、⻄西⼭山義春上級研究員のもとで客員研究員として研究を⾏行いました。今回、留学体験記を執筆させていただくにあたり、留学に⾄至るまでの経緯や、⽇日常⽣生活、研究環境の違い、その他の悲喜こもごもなどをまとめました。今後留学を検討される⽅方の⼀一助となれば幸いです。また、このような執筆の機会をくださいました、編集委員の藤⽥田恭⼦子先⽣生（東京薬科⼤大学）にこの場を借りて深く御礼申し上げます。  
  2.   留学の動機と経緯     「科学の世界の第⼀一線で活躍する研究者を⽬目指すならば、海外での研究経験を積んでおくべき」と、学⽣生の頃から複数の先⽣生⽅方にご教授いただいておりました。幸いなことに、博⼠士
後期課程 1 年次に、1 か⽉月ほどアメリカのアラバマ⼤大学に留学させていただく機会に恵まれました。慣れない地でもがいた経験や、⽇日本とアメリカの研究環境・意識の違いの⼀一端を感じられた経験は、その後の私の研究⽣生活に⼤大きな影響を与えました。しかしながら、短い期間であったこともあり、研究成果として⽬目に⾒見える何かを成し遂げることはできませんでした。そのため、今度はある程度まとまった期間滞在し、腰を据えて研究に打ち込みたいという思いをずっと抱いていました。その後、学位を取得し、1 年間の特任助教を経た後、幸いにも⽇日本学術振興会特別研究員（PD）に採⽤用され、京都⼤大学の⻄西尾嘉之教授のもと研究活動を⾏行うこととなりました。特別研究員は、採⽤用期間の半分（1 年半）を最⻑⾧長として、海外研究機
関で研究経験を積むことが奨励されています。そこで、受け⼊入れ研究者である⻄西尾先⽣生に、特別研究員としての 3 年間のうち 1 年を海外での武者修⾏行に充てたい旨を伝えたところ、快く送り出してくださいました。  
  3.   研究の紹介と留学先の選択  私は、東京農⼯工⼤大学在籍時は植物バイオマスおよびその主成分であるセルロースという難溶性多糖類を溶解するイオン液体の研究開発に取り組んできました。京都に移ってからは、
溶解の次のステップとして、セルロースの誘導体化反応の構築に取り組んでいます。イオン
液体という低分⼦子化合物の扱いには⼀一通り慣れていましたが、それまでは単純に「溶かす」
対象であったセルロースを⾼高分⼦子材料として扱うことに関しては、実験技術や関連項⽬目の知- 15 -

識などあらゆる⾯面が不⾜足しており、⻄西尾先⽣生の指導を受けながら⽇日々悪戦苦闘していました。  
CERMAV-‑CNRS には、植物バイオマスの構造解析や材料としての応⽤用など幅広い段階における研究で世界のトップを⾛走る研究者が多数在籍しており、セルロースの研究をする上で世界有数の研究所です。CERMAV-‑CNRS の上級研究員である⻄西⼭山先⽣生は、東京⼤大学の磯⾙貝明教授、齋藤継之准教授らと共同で「森のノーベル賞」とも呼ばれるマルクス・ヴァーレン
ベリ賞を受賞されており、植物バイオマスの主成分であるセルロースの研究で世界の最先端を⾏行く研究者です。⻄西⼭山先⽣生とは、国際学会にて初めてお会いした際に研究のディ
スカッションを⾏行い、その後も懇意にしてい
ただいていました（当時は後に研究留学でお世話になろうとは夢にも思いませんでした）。受け⼊入れについて相談したところ快く承諾してくださり、ここに約 1 年弱のフラン

CERMAV-‑CNRS の外観。グルノーブル⼤大学の構内にあります。

ス留学が決まりました。
4. 留学⼿手続きと⼊入居
先達の留学体験記にもある通り、⻑⾧長期滞在ビザの申請から⽣生活基盤を整えるまでの⼀一連の作業は⾮非常に⼿手間と時間のかかるものでした。私の場合、留学が決まってから実際に渡仏するまでの時間は⼗十分にあり、4 か⽉月ほど前から余裕を持って準備に取り掛かることができました。しかしながら、⼀一つ⼀一つのやり取りに⽇日本では考えられないほどの時間がかかり、気が付けば当初の渡航予定時期には間に合わない可能性が⾼高くなっていました。後になって聞いたところ、そのほとんどはサインをもらうために書類がフランス国内関係各所を回っていた時間だったようです。特に郵便配達のシステムは⽇日本と⼤大きく異なり、わずかでも記載ミスがあれば届かないのは当然として、配送不可となり戻ってくるまでに何故か数週間程かかる場合などもあるとのことです（国内配送の話です）。先達の経験談から、このよ
うな遅配も考慮した上で先⽅方と密に連絡を取りながら余裕を持って準備を始めたのですが、現実は予想をはるかに超えてくる場合があり、それに対する対応⼒力もまた必要な⼒力の⼀一つであることを痛感しました。私の場合は、偶然にも学会へ参加するため⽇日本に戻るタイミングがあり、それを利⽤用して何とか事務⼿手続きを完了させることができま

ベランダからの眺めとワインした。
住む場所については、知り合いの研究者が親切にも探してくださり、スムーズに⼊入居することができました。フランスでは、個⼈人が所有するマンションの部屋内の⼀一部を貸し出すというタイプの賃貸が珍しくなく、私の場合、元⼤大学教員の⼥女性の⽅方のマンション内の⼀一部を借りていました。同じように部屋を借りているフランス⼈人の学⽣生男⼥女 1 名ずつがすでに住ん- 16 -

でおり、キッチン、トイレ、シャワーについては彼らと共同利⽤用でした。彼らはそれぞれ経営と物流を学ぶ博⼠士学⽣生と学部⽣生であり、私とは全く異なる⼈人⽣生を歩んでいました。国も性別も⼈人⽣生観も異なる彼らと、ベランダから⾒見える絶景を眺めながらワインを飲み語り合った
ことは、とても貴重で⾯面⽩白い経験になりました。  
  5.   グルノーブルについて     CERMAV-‑CNRS はフランス南東部のグルノーブルという都市にあります。グルノーブルには多くの⼤大学や研究機関が存在しており、⽇日本でいうところの茨城県つくば市に似ています。研究学園都市という性質上、⾃自然に恵まれ、英語が通じる場⾯面も多く、⽣生活する上で特に困ることはありませんでした。
「フランス⼈人は英語を嫌う」という噂を⽿耳にしていましたが、少なくとも僕の経験としてはそのようなことはなく、フランス語しか通じない場⾯面に遭遇しても、近くの⼈人に助けを求めれば快く通訳してくれました（ただし、散髪に関しては⽇日本⼈人
美容師を探すことを強くお勧めします）。また、⽇日本⼈人も⽐比較的多く、他分野の研究者や会社員、学⽣生や主婦など、「グルノーブル在住の⽇日本⼈人」という仲間意識によって、普通ならばおよそ関わることのなかったであろう⼈人々と仲良くなることができました。わざわざ海外に出て⽇日本⼈人と仲良くなるというのはおかしな話かもしれませんが、それもまた留学ならではの楽しみ⽅方の⼀一つなのではないかと思います。  
  6.   研究⽣生活のあれこれ     CERMAV-‑CNRS は研究所であり、基本的に⼤大学の学部⽣生はいません。博⼠士課程の学⽣生は在籍していますが、⼈人数は多くありません。上で「基本的に」と書いたのは、インターンの学部⽣生がいるためです。フランスでは研究機関でのインターン経験がその後の就職活動において⾮非常に⼤大きく働くため、多くの学⽣生がインターンを希望します（実際に採⽤用されるのはご
く⼀一部）。彼らはよく働きますが、あくまでインターンであるため、期間は 3 か⽉月から⻑⾧長くて半年であり、激しく⼈人員が⼊入れ変わります。私が在籍した 1 年弱の間に、上級研究員も含めて全 20 数名ほどのグループにおいて実に 11 名ものメンバーが卒業し、また新たに加⼊入しました。そのような短いスパンで激しくメンバーが⼊入れ替わる環境で流れを⽌止めずに⼀一貫した研究を⾏行うために、上級研究員の先⽣生⽅方は常に全体の俯瞰と研究の規格化・効率化を怠らず、⾮非常に効率的に研究をまとめ、また新たに展開していました。また、それと関連して、フランス⼈人研究者（⻄西⼭山先⽣生を含む）はみな、オン・オフの切り替えがはっきりとしている印象を受けました。例えば、研究所の開いている時間は厳密に決められており、平⽇日は 21 時になると完全にロックされます（研究所内に取り残されると次の⽇日まで⾝身動きが取れません）。このとき、21 時前に急いで研究所を出てくるのは決まって（私を含む）⽇日本⼈人とベトナム⼈人であり、フランス⼈人は 19 時頃には帰宅するのが⼀一般的でした。午前と午後の決まった時間には必ずコーヒーブレイクを取り、同僚と雑談やラフなディスカッションを⾏行ってリフレッシュ
しながら互いに刺激を与え合っていました。時間内にきっちりと仕事を終わらせて夜と休⽇日はしっかりと休み、数多くの質の⾼高い論⽂文を出すという取り組み⽅方には⾮非常に感服しました。
このように、公私を明確に分け、公のクオリティのために私を⼤大切にし、私のクオリティの- 17 -

ために公に全⼒力を尽くすという姿勢は⾒見習うべきと思いました（とはいえ⼀一朝⼀一⼣夕に真似できるわけもなく、幾度となく 21 時前のアラームに追われる⽣生活を送ったのですが）。また、効率的な研究活動を可能としている理由のもう⼀一つには、垣根のないディスカッションがあるのだと思います。学⽣生たちは、例え相⼿手が⾃自分のボスであっても、直接指導を受けていな
い少し離れた研究者であっても、臆せずに Non.を突きつけ、⾃自⾝身の考えをぶつけていました。
⼀一⽅方で研究者のほうも、そのような意⾒見を受け⽌止め、楽しみながらディスカッションを⾏行っていました。
「学⽣生は知識や経験が⼗十分ではない反⾯面、常識に囚われない発想をする。だから楽しいんだ。」と⾔言い、頻繁にディスカッションを⾏行いながら新たな着想を得ていたようでした。このような関係性は、本当に研究を楽しんでおり、共に夢を追う仲間として認め合っているからこそなのだと思います。  
   私は 1 年弱の滞在の間に、学⽣生にイオ
ン液体の合成法を教えたり、試薬発注ト
ラブルで 2 か⽉月もの間メインの研究が進まなかったり、特異な結果が得られて検証と解析を重ねた末に装置の不具合による乱れであることが判明したり、研究所の親睦会でフランスの国技であるペタンクに挑戦して⾒見事に蹴散らされたりな
ど、悲喜こもごも、様々な経験をしました。最終的には研究成果を無事に論⽂文にまとめることができ、⼤大きな喜びと沢⼭山のサンプルを抱えて帰国の途につきまし陸上のカーリング、ペタンク。週末になると公園や広場でペタンクに興じる家族やグループが多数見られます。後方左から二人目が筆者。

た。  
  7.   おわりに     私の場合、理解ある先⽣生⽅方に囲まれ、特別研究員という恵まれた環境も相まって留学することができました。もし現在、幸運にも留学のチャンスがある⽅方は、決して臆することなく⾏行かれることをお勧めします。そのようなチャンスが⾒見当たらない場合は、諦めずに探してください。⼤大学のプログラムであったり、学会で知り合った先⽣生からお話をいただいたりな
ど、チャンスは意外と溢れています。もちろん留学すれば良いというものではないので、渡航先と内容については指導教員等、経験豊富な先⽣生⽅方とよく相談してください。とは⾔言え、
⾏行かずに後悔するよりも、思い切って⾶飛び込むことを強くお勧めします。Bon  Voyage!  

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Laboratory
研究室紹介〜～⼤大阪⼤大学   桑畑研究室〜～
⼤大阪⼤大学   ⼤大学院⼯工学研究科   応⽤用化学専攻
⼤大阪⼤大学   ⼤大学院⼯工学研究科にある桑畑研究室は、桑畑   進先⽣生が 2002 年 4 ⽉月に教授へ昇進されたのを機にスタートしました。研究室のメンバー構成は、2017 年 8 ⽉月現在、桑畑   進
教授、津⽥田哲哉准教授、上松太郎助教（テニュアトラック）、松本   ⼀一クロスアポイントメント特任准教授（産総研関⻄西センター   上級主任研究員）らの教員、特任研究員 1 名、秘書 1 名と 19 名の学⽣生（博⼠士後期課程：3 名、博⼠士前期課程：11 名、学部⽣生：5 名）となっています。
桑畑研究室は様々なバックグラウンド（企業での勤務経験あり、⼦子育て経験あり、研究室を複数経験済、海外留学経験あり、⽇日本語が話せないなど・・・）を持つ⼈人達が集まっているた
め、多様な価値観を知ることのできる刺激的な環境が整っています。
桑畑研究室は応⽤用化学専攻の応⽤用電気化学領域に属する研究室です。電気化学と⾔言えば、イメージしやすいのが電池ですので、電池の研究をしているの？と思われるかもしれません。
もちろん、電池に関わる研究も⾏行っています。しかし、電気化学の魅⼒力は、電気エネルギーと化学エネルギーを直接変換できるところにあり、電池の他にも多くの技術シーズが眠っています。そんな電気化学の無限の可能性に対して、当研究室では 2 つのキーワードからアプ
ローチしています。1 つ⽬目は、読者の⽅方にはお馴染みである⽔水や有機溶媒にはない特徴を持つ「第 3 の液体」であるイオン液体です。桑畑研究室では、新規なイオン液体の開発・物性評
価や電解液としての利⽤用に留まらず、機能性ナノ粒⼦子の合成や新規な分析技術の構築など、探検隊のごとく、未踏研究領域の開拓に取り組んでいます。2 つ⽬目は、量⼦子ドットです。量⼦子ドット（半導体ナノ粒⼦子とも⾔言われています。）は、条件によって蛍光発光することがあります。最近では、既存の蛍光体を凌ぐ量⼦子ドットも開発され、液晶ディスプレイに使⽤用されるなど、次世代蛍光材
料 と し て ⼤大 い に 注
⽬目されています。桑
畑研究室では（上松
先⽣生を中⼼心として）、
光 電 気 化 学 的 ⼿手 法
により、量⼦子ドットの発光メカニズムを解明し、次世代を担う蛍光体の開発にもトライしてい図 1   桑畑研究室の研究展開- 19 -ます（図 1）。

Laboratory
次に、イオン液体グループの研究展開について、もう少し詳しく説明させて頂きます。
・新規イオン液体⽤用アニオンの開発と応⽤用展開

イオン液体はカチオンとアニオンの組み合わせにより物性が⼤大きく変化することが知られています。しかし、アニオン種の合成はカチオン種と⽐比較して格段に困難であることから、その種類はカチオン種より少なく、イオン液体の物性制御をイオン種の組み替えによって⾏行
うには限界がありました。当研究室では、芳⾹香環を有する新規なアニオンを 40 種以上開発してきました。これにより、構造中の芳⾹香環に様々な置換基を導⼊入することで物性の変化が期待できるだけでなく、イオンや液体構造と物性の関係を系統的に検討することが可能となりました。この研究から新たな技術シーズがたくさん⽣生まれています。
・イオン液体を利⽤用した⾦金属ナノ粒⼦子の合成と応⽤用

⼀一般的にナノ粒⼦子を合成する際には、ナノ粒⼦子の表⾯面が活性であるため、粒⼦子を安定化させるための添加剤が必要となります。しかし、イオン液体を溶媒とした場合、イオン液体⾃自⾝身がナノ粒⼦子を安定化することができるため、表⾯面安定化剤の添加が不要となります。その点に注⽬目し、当研究室では、今までにイオン液体と量⼦子ビーム照射技術やスパッタリング・
レーザーアブレーション装置を組み合わせた新たなナノ粒⼦子合成法などを開発してきました。
いずれも短時間での合成が可能であるため、⾼高い⽣生産性が期待されます。最近では、ワンポ
ッドプロセスで⽩白⾦金合⾦金ナノ粒⼦子を担持した燃料電池⽤用電極触媒を合成することにも成功しており、市販の電極触媒を上回る性能を⽰示すものも得られています。
・イオン液体を利⽤用した電極反応の in-‑situ 観察

イオン液体は⾮非帯電性、難揮発性であることから、真空条件を必要とする分析装置との相性が良く、新たな分析⼿手法が数多く提案されています。桑畑研究室では、イオン液体と電⼦子顕微鏡を組み合わせた分析技術の確⽴立に取り組んでいます。例えば、イオン液体を⽤用いた新規な⽣生体試料電⼦子顕微鏡観察法や様々な物理化学反応の in-‑situ 観察法などが挙げられます。
後者については、難揮発性電解質を⽤用いる次世代電気化学デバイスが抱える課題を解決する
ヒントが視覚的に得られるため、注⽬目度の⾼高い研究テーマです。現在は、次世代⾼高容量リチ
ウムイオン⼆二次電池⽤用負極活物質として注⽬目される Si の充放電挙動を主な観察対象としています。この研究を⾏行っている学⽣生たちはイオン液体が多すぎると観察対象が⾒見えなくなる⼀一⽅方で、イオン液体が少ないと電極反応が起こらないというジレンマと（先⽣生の知らないとこ
ろで）⽇日々戦っています。
・塩化アルミニウム系イオン液体を⽤用いたナノ材料設計と蓄電池開発

塩化アルミニウム系イオン液体は古くからよく知られているイオン液体系です。このイオ
ン液体を電解液に⽤用いると、電気化学的なアルミニウムの析出・溶解反応を常温で起こすこ- 20 -

Laboratoryとができます。その特徴を利⽤用し、アルミニウムの析出・溶解反応を負極に利⽤用した新しいタイプの畜電池の開発や⾼高耐⾷食アルミニウム合⾦金めっき、アルミニウムナノ・マイクロ構造体（テンプレートフリー）の作製などを⾏行っています。  
  最後に、私たちが研究室外の⽅方からよく訊かれる質問に対して、Q&A 形式で回答したいと思います。    Q1   桑畑研究室での⽇日常はどんな感じですか？  
A1   図 2 をご覧ください。⼀一⽇日の⽣生活を電池残量に⾒見⽴立てました。
（残量あるやん！まだまだ実験できるんちゃう？と某 K 先⽣生に⾔言われそうですが・・・）  いわゆるコアタイムは 09:30〜～17:30 です。実験などの作業の時間が始まってしまえば 1 ⼈人ですが、昼⾷食や⼣夕⾷食などの休憩時間はメンバーとの会話が絶えない楽しい時間です。今年はプロテイン⽚片⼿手に⾁肉体改造に取り組む学⽣生が多いです。  
イオン液体グループは⽉月曜⽇日のお昼に⼝口頭で前週の研究結果とその週の予定を報告します。
研究室全体では、⽔水曜⽇日に 2~∼3 ⼈人ずつ検討会（研究報告会）と雑誌会を⾏行います。⾃自分の専⾨門と異なる分野の話をたくさん聞けるので、幅広い知識を⾝身に付けるとても良い機会になっていると思います。  

図 2   桑畑研究室の⽣生活    Q2   どんなイベントがありますか？  
A2   簡単にまとめると図 3 のようになります。
桑畑先⽣生が宴会部⻑⾧長（いや、社⻑⾧長とすべきか・・・）ということもあって、コンパが多いなという感想を持たれると思います。もちろん、学⽣生の我々もそう思っています。そんな中で、⼀一番特徴的であると思うのは彩都コンパです（彩都：⼤大阪北部にある緑豊かなベッドタウン）。毎年ゴールデンウィークの時期に開催され、OB の- 21 -

Laboratory
⽅方（ご家族連れの⽅方も多いです。）もご参加されるとても⼤大きな規模のコンパです。桑畑先⽣生のお⼒力添えによってキッチンスタジオが利⽤用できるため、そこで、現役⽣生たちが 3 グループに分かれて OMOTENASHI のために料理を作り、⼥女⼦子⼒力を競います（楽しく！がモットーなので順位付けや景品贈呈といったことはしていません。け、決して予算上の問題ではありませんよ！）。多くの先輩⽅方とお話しする機会は貴重であり、とても勉強になるお話を聞くことができます。学会は電気化学系を主として、イオン液体やナノ材料関連の会議に参加しています。年に 3 回開催される電気化学会   関⻄西⽀支部主催の関⻄西電気化学研究会には、研究室のみんなで参加しています。  
  

  
  

図 3   桑畑研究室の⼀一年    Q3   桑畑先⽣生はどんな⽅方ですか？  
A3   学会などでお会いになったことのある⽅方はおわかりだと思いますが、⾒見たまんまの通り、とても明るい先⽣生です。皆さんが想像する関⻄西⼈人そのままの⽅方で、喋るのがとてもお好きです。発表練習などの際には⻤⿁鬼のように厳しいですが、その他の時間ではフレン
ドリーに話しかけてくださいます。最近は、⼤大学の運営や学外での業務が増え、研究室を不在にされることも多いですが、コンパなど
では学⽣生との時間を⼤大切にしてくださっています。右の写真（図4）は、⼤大学院⼊入試を受ける学⽣生を激励するコンパでの 1 コマです。
コンパではいつも、誰よりも率先して楽しんでおられます。  
  - 22 -

図 4   桑畑先⽣生  Laboratory
以上が桑畑研究室の紹介となりますが、今年度はこのようなメンバー（図 5）で、⼤大阪・吹⽥田（かの有名な太陽の塔があります！）の地で⽇日々頑張っております。メンバーに⼥女⼦子学⽣生が少ないのは、阪⼤大内でも男⼦子⼯工学部と揶揄される所以ですね…。それはさておき、これからもいろんな⼈人が集う、明るく楽しく元気な桑畑研究室であり続けたいと思っています。桑
畑研究室のメンバーが読者のみなさんとイオン液体討論会などでお会いする機会もあるかと思いますが、その節にはどうぞよろしくお願いします。  
    図 5   2017 年度   桑畑研究室集合写真    （⽂文   細⽮矢   佳,   上村   祐也,   佐々⽊木   友弥）  - 23 -

イオン液体研究会関連行事のご案内

イオン液体研究会主催会議■第８回イオン液体討論会■
主催

イオン液体研究会

日時

平成 29(2017)年 11 月 23 日（木、祝日）、24 日(金)会場

東京農工大学小金井キャンパス

口頭発表：新 1 号館グリーンホール
ポスター発表：140 周年記念会館（エリプス）テーマ

イオン液体に関する全ての研究分野

招待講演

伊藤敏幸氏（鳥取大学）
Prof. Dr. Udo Kragl (Universität Rodstock, Germany)

口頭発表

1 講演あたり 20 分(15 分発表、5 分討論)

ポスター発表ポスター発表（ポスター賞を授与）

参加登録費（講演要旨集一冊を含む）※ポスターは英文での作成を推奨
イオン液体研究会会員
予約 4,000 円
協賛学協会員
予約 4,000 円
非会員
予約 6,000 円
学 生
予約 2,000 円

当日
当日
当日
当日

参加申込

WEB 参加締切日：平成 29 年 11 月 10 日（金）発表申込

平成 29 年 9 月 21 日（木）締め切り

予稿提出

平成 29 年 10 月 19 日（木）締め切り
11 月 23 日（木）講演終了後
会場： 140 周年記念会館（エリプス）
懇親会参加費：5,000 円
学生：3,000 円。

懇親会■第 2 回イオン液体研究会「若手の会」■

開催日時：11 月 22 日(水)13 時〜17 時

6,000 円
6,000 円
8,000 円
4,000 円(＊現時点での予定です。当日の時間は HP にてご確認ください。)
場

所：東京農工大学

工学部

科学博物館講堂

参 加 費：無料
備

考：終了後、農工大周辺にて懇親会- 24 -

■編集後記	  今号より編集委員会に参加させていただくことになりました。イオン液体研究会の活発な活動に貢献できるよう努力いたしますので、よろしくお願いいたします。今回は代表世話人大野先生による巻頭言に始まり、特集記事ナトリウム二次電池用イオン液体電解質の展開、研究会開催報告、SSI-21 参加報告、留学体験記、桑畑研の紹介と充実した内容に仕上がっています。ご執筆いただきました皆様に心より御礼申し上げます。今年の討論会も近づいて参りまし
たが、皆様にお会いし、熱い議論を交わすのを楽しみにしております。また、サーキュラーの記事についてもご意見や執筆者のご提案等ございましたら、編集委員まで是非お知らせください。
（京都大学	
  松本一彦）■編集委員
松本 一彦（京都大学エネルギー科学研究科・准教授）
小久保 尚（横浜国立大学工学研究院・特別研究教員）
黒田 浩介（金沢大学理工研究域・特任助教）
サーキュラー9 号まで
木村 佳文（同志社大学理工学部・教授）
藤田 恭子（東京薬科大学薬学部・講師）■事務局からのお知らせ
会員の皆様で本サーキュラーに掲載されたい記事がございましたら、お知らせください。
ご連絡先：ionicliquid@officepolaris.co.jp- 25 -