2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on H- conductive materials for the development of novel ionics devices
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15H05497
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
小林 玄器 分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 特任准教授 (30609847)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ヒドリドイオン導電体 / 酸水素化物 / ヒドリドインターカレーション / 固体イオニクス / 電気化学デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 新物質探索
新規酸水素化物Na-Ba-Y系酸水素化物の合成に成功した。Na-Ba-Y系酸水素化物は2016年にScience誌に報告したLa-Sr-Li系酸水素化物よりも優れたヒドリドイオン導電特性を示すだけでなく、熱安定性に優れていることが明らかになった。結晶構造はNa-Ba-Sc系と同じH/O配列をとり、構成元素を変えることで酸水素化物中のヒドリドの配列を制御できることが示唆された。
2. ヒドリドイオン導電機構解析
固体NMRから、A2LiH3O ( A = Sr, Ba)中のヒドリドの拡散が温度上昇に伴って活発化することを確認し、緩和時間の温度依存性から、相転移温度付近でヒドリド拡散の活性化エネルギーが低下する傾向を得た。このNMRから得られた結果は、電気化学測定から得られ得た導電率の変化と一致する。
3. ヒドリドインターカレーション材料の探索
金属電極へのヒドリドインターカレーションを検討し、可逆的な水素の脱挿入に成功した。これまで、電極/電解質界面での副反応が課題となっていたが、電極と電解質の界面にヒドリド・電子混合伝導体であるTiNを緩衝層として導入することで電極/電解質界面での副反応が抑制され、TiやYなどの金属に可逆的な水素の脱挿入が可能になった。カーボン系電極へのヒドリドインターカレーション反応については、電解質と電極の複合体の合成に成功し、固体デバイスの抵抗値の低減に成功した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(33 results)
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[Presentation] Hydride Ion Conduction in Oxyhydrides2017
Author(s)
Genki Kobayashi, Akihiro Watanabe, Naoki Matsui, Yuki Iwasaki, Yumiko Imai, Akiko Kubota, Masao Yonemura, Kota Suzuki, Masaaki Hirayama, Ryoji Kanno
Organizer
The 6th Toyota RIKEN International Workshop (New Trends in Solid State Chemistry: from Oxides to Mixed Anion Compounds)
Int'l Joint Research
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