2011 Fiscal Year Research-status Report
アニオン伝導性層状無機化合物のイオン伝導性に関する基礎研究
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23750240
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
宮崎 晃平 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10512783)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | イオン伝導 |
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| Research Abstract |
本研究課題では次世代の電気化学的エネルギー変換デバイスに必要なアニオン伝導性無機固体電解質である層状複水酸化物（Layered double hydroxide: LDH）のイオン伝導性を向上させるため、層状複水酸化物のイオン伝導メカニズムを明らかにすることを目的とする。そのため、層状複水酸化物の化学組成とアニオンのキャリア密度及びイオン伝導に対する活性化エネルギーを系統的に調べ、それらの相関性を明らかにする。これにより層状複水酸化物のイオン伝導性向上に対する設計指針を与えることを目的とする。本年度は、マグネシウム－アルミニウム－炭酸アニオン系層状複水酸化物に関して、ホスト層を形成するカチオンであるマグネシウムとアルミニウムの組成比を制御した層状複水酸化物を合成し、イオン伝導度との関係について検討を行った。pHを固定した共沈法を用いることで、仕込み組成とほぼ同程度の組成を有する、単相の層状複水酸化物を得ることができた。得られた層状複水酸化物をペレット化し、インピーダンス測定により伝導度測定を行った。アルミニウムの組成比率に対して、イオン伝導度は直線的には変化せず、Mg0.67Al0.33(OH)2(CO3)0.16 の場合に最も高いイオン伝導度を示すことが分かった。また、透過型電子顕微鏡観察や窒素吸着から求めた表面積測定では、組成の変化によって層状複水酸化物の形態に大きな変化は認められなかった。これらのことから、イオン伝導性が高い特異的なホスト構成カチオン比率があることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は基本となるマグネシウムーアルミニウムー炭酸アニオン系の層状複水酸化物の単相の合成に成功している。また、マグネシウムとアルミニウムの組成比を制御した10種類の層状複水酸化物の合成にも成功している。それぞれのイオン伝導特性を調べた結果、組成依存性を示し、計画通りの進捗状況を示している。また、マグネシウム－アルミニウム以外の層状複水酸化物の合成にも着手しており、単相で得られていることから更なる展開も見通せると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度得られた知見を元に、さらに他のホスト層を構成する金属カチオンに展開し、層状複水酸化物のイオン伝導に関するメカニズムを明らかにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
さらなる展開を図るため、層状複水酸化物の合成に必要な試薬類の購入と、イオン伝導の測定に必要なセルの購入、また得られた成果を公開・発表するために必要な費用に使用する予定である。
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