2016 Fiscal Year Annual Research Report
Relationship between ordered-disordered arrangement of oxygen vacancies and oxide-ion conduction in Zr-based pyrochlore composition compounds
| Project/Area Number |
26410248
|
|---|
| Research Institution | Kanagawa University |
|---|
Principal Investigator |
萩原 健司 神奈川大学, 公私立大学の部局等, 教務技術職員 (60409951)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 勝裕 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (60357754)
蔭山 博之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (80356758) [Withdrawn]
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 結晶構造 / 酸化物イオン伝導 / プロトン伝導 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はZr系パイロクロア組成化合物を系統的に作製し結晶構造解析を行い、得られた結晶構造パラメータを基に酸素空孔の規則－不規則配列の程度を定量化することにより酸化物イオン伝導度との相関を明らかにし、酸化物イオン伝導メカニズムを解明することを目的としている。
2014年度は、2種類のパイロクロア組成化合物－Eu2Zr2O7(以下EZO)、La2Zr2O7(以下LZO)の燃料電池運転温度における本来の結晶構造を解明するため、Hf含有量が少ないZrO2を用いてこれら化合物を合成し乾燥及び加湿21 %O2-79 %N2雰囲気中、298～1173 Kの温度範囲で粉末XRD測定を行い、リートベルト法を用いて結晶構造の精密化を行った。またEZO、LZOの本来の導電特性を詳細に検討するためHf含有量が少ないZrO2を用いて緻密焼結体を調製し種々の酸素分圧及び水素分圧下、全導電率測定を行った。
2015年度は、前年度に作製したEZOとLZOのZ周りの局所構造パラメータを得るために、高エネルギー加速器研究機構の放射光施設Photon FactoryのPF-AR(NW-10A)において、100～500 Kの各温度にてZr-K吸収端のXAFS測定を行った。得られたEXAFS振動および動径構造関数の比較から、EZOのZr周りの局所構造の温度変化は8 mol%Y2O3ドープ安定化ジルコニア（8YSZ）に類似していることが分かった。またEZOは低温でも動径構造関数の長距離秩序が見られず、温度上昇による局所構造の変化が小さいことから、Zr周りには8YSZに類似した大きなStatic disorderがあることが示唆された。
2016年度はHf含有量が少ないZrO2を用いてNd2Zr2O7を合成し、298～1173 Kの温度範囲で粉末XRD測定を行い、リートベルト法を用いて結晶構造の精密化を行った。
|
