1次元ナノチャンネル化による表面利用超イオン伝導性の発現

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655278
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山村 力 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80005363)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河村 純一 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (50142683) ; 前川 英己 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60238847) ; 佐藤 讓 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80108464)
• Keywords: イオン伝導体 / ナノチャンネル / メソ細孔 / アルミナ / リチウムイオン / サイズ効果 / 固体電解質 / 規則配列

Research Abstract

超イオン伝導体を、従来にない新しい複合化プロセスにより性能向上させることを目的としている。本年度研究により以下の新しい知見を得た。
ヨウ化リチウム-アルミナ複合リチウムイオン伝導体について、規則配列したナノチャンネル型アルミナを用いることで、従来知られている複合体よりも1桁以上イオン伝導度が向上した。ここで、界面活性剤のミセルを鋳型として用いるゾル-ゲル法により、規則配列細孔アルミナを合成した。界面活性剤のサイズ、および用いる非水性溶媒の量をコントロールすることにより、細孔サイズを3〜20nmの範囲で制御することができた。その結果、チャンネル径が小さくなるほど伝導度が大きくなる傾向が観測された。これについて、界面での空間電荷層形成で説明できる可能性があることがわかった。この結果を、MRS年会で発表した。一方、サイズの大きなチャンネルについては、ヨウ化リチウムのチャンネル内充填のためには、複合体作成時の条件を工夫する必要があることが分かった。これについては、ヨウ化リチウム溶融時に外部圧力を加えることで実現できるものと考えている。一方、高分子を用いたマイクロカプセル化による単分散ナノ粒子の生成を目標として、同時蒸着法によるコバルトナノ粒子と高分子を含む複合膜をおよび複合微粒子を合成し、生成条件とその場委細構造および磁気特性への影響を明らかにした。この結果を投稿し、日本金属学会誌に掲載した。

Research Products

• [Publications] H.Maekawa, R.Tanaka, T.Yamamura: "Enhanced Ionic Conduction Observed for Ordered-Mesoporous Alumina-Ionic Conductor Composites"Mat. Res. Soc. Symp. Proc.. 756. EE6.18.1-EE6.18.6 (2003)
• [Publications] 岩崎和春, 山村力: "同時蒸着法で合成した分散型マイクロカプセル化コバルトナノ粒子の磁気特性"日本金属学会誌. 66・12. 1333-1339 (2002)