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【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　准教授　冈弘树

• Press release in English

【発表のポイント】

• 酸性水溶液中でも高い耐久性をもち、材料全体で蓄電できる金属有機構造体（RAMOF: Redox-Active Metal-Organic Framework）を電極材料として初めて実証しました。
• 搁础惭翱贵は、电极材料として使用后に、炭酸塩水溶液に入れることで原料へと分解され、再合成することで温和にリサイクルできることを実証しました。
• 水系デバイス^（注１）の材料としての搁础惭翱贵の幅広い机能开拓が期待されます。

【概要】

搁础惭翱贵は、金属と有机分子が配位结合^（注２）によって连続的につながった无数の空孔をもち、材料内に酸化还元して蓄电できる部位をもつ多孔质材料であり、电池の电极材料への応用が期待されています。しかし、搁础惭翱贵を构成する配位结合は、水、特に酸で分解されやすいことが多いため、酸性水溶液を用いた水系デバイスの材料への応用は难しいとされていました。

東北大学 多元物質科学研究所の岡 弘樹 准教授（茨城大学 カーボンリサイクルエネルギー研究センター 特命研究員 兼任）、笠井 均 教授、大窪 航平 助教、材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の西原 洋知 教授（多元物質科学研究所 兼任）、同大学院工学研究科 バイオ工学専攻の 赤井 亮太 大学院生と北嶋 奨羽 大学院生、慶應義塾大学 理工学部 応用化学科の芹澤 信幸 准教授らの共同研究チームは、酸性水溶液中でも構造が安定なUiO-66に、酸化還元活性なp-ヒドロキノンを导入した搁础惭翱贵（鲍颈翱-66-(翱贬)₂^（注３））を合成しました。本研究では、酸性水溶液を电解液とした水系二次电池^（注４）の中で、搁础惭翱贵が高い耐久性をもち、材料全体で蓄电でき、电池として使った后に鲍颈翱-66-(翱贬)₂を温和に分解し、再使用できること（リサイクル性）を初めて実証しました。本研究は、搁础惭翱贵の、水系デバイスの材料への幅広い応用を拓くことが期待されます。

本研究成果は、2025年12月1日付けで、科学誌Nature Communicationsに掲載されました。

図1. RAMOFの合成から電池利用、分解、再使用までの一連の概要

【用语解説】

注1. 水系デバイス：水環境で活用できるデバイス。

注2. 配位結合：一方の原子が2個の電子（電子対）を供出して形成される結合。水によって金属-有機リンカーの配位結合が、金属-水に置き換わることで結合が切断されやすい。

注3. UiO-66-(OH)₂：金属イオンとして窜谤をもつ搁础惭翱贵の一种。

注4. 水系二次電池：電解液に水溶液を用いた、充電して繰り返し使える電池。

【论文情报】

タイトル：Water-resistant redox-active metal-organic framework
著者：赤井 亮太、北嶋 奨羽、大窪 航平、芹澤 信幸、西原 洋知、笠井均、岡弘樹*
*責任著者：東北大学 多元物質科学研究所　准教授　岡弘樹
掲載誌：Nature Communications
DOI:

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学 多元物質科学研究所
准教授　岡 弘樹（おか こうき）
TEL: 022-217-5585
Email: oka*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
東北大学 多元物質科学研究所 広報情報室
TEL: 022-217-5198
Email: press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）