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高速酸化物イオン伝導体ランタンガレート系酸化物の伝導機構の解明

Research Project

Project/Area Number 04J04955
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

梶谷 昌弘  岡山大学, 大学院自然科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords酸化物イオン伝導体 / 固体酸化物燃料電池 / ペロブスカイト / ランタンガレート / 中性子回折
Research Abstract

LaGaO_3系酸化物の伝導機構の解明を最終目標に,前年度は,酸素欠陥濃度が等しいLaGa_<0.8>Mg_<0.2>O_<2.9>(LGM82)を合成し,室温〜800℃における結晶構造解析とイオン伝導度測定を行い,La_<0.9>Sr_<0.1>Ga_<0.9>Mg_<0.1>O_<2.9>(LSGM9191)と比較検討した.その結果,LSGM9191の方がLGM82より酸化物イオンが拡散しやすい環境にあることを見いだし,その要因について酸化物イオンの伝導経路と考えられるサドルポイントの大きさを計算したが,LGM82のサドルポイントの方がLSGM9191のそれよりも大きく,イオン伝導度測定結果と一致しないことが問題であった.そこで,本年度は,この矛盾を解決するために,構造解析結果の再考を行った.また,LSGM9191とLGM82のMEM解析による酸化物イオン伝導経路の可視化も検討した.
酸化物イオンの伝導経路であるサドルポイントを形成するカチオンの熱振動によってサドルポイントの大きさが変化すると考え,カチオンの熱振動を考慮したサドルポイントの大きさを再計算したところ,イオン伝導度測定の結果と一致した.また,両試料の酸素の熱振動を比較したところ,LSGM9191の方がLGM82よりも酸素の熱振動が大きく,かつ,隣接する酸素サイト方向に広がっていた.以上の結果より,LSGMが高い酸化物イオン伝導性示す要因としてカチオンの熱振動によってサドルポイントが広がることおよび酸素の熱振動が大きいことが挙げられる.
なお,MEM解析による酸化物イオンの伝導経路の可視化の検討を行ったところ,伝導経路は見えないことがわかり,更なる検討が必要であると考えられる.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2005 Other

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] In-Situ Neutron Diffraction Study on Fast Oxide Ion Conductor LaGaO_3-Based Perovskite Compounds2005

    • Author(s)
      M.Kajitani, M.Matsuda, A.Hoshikawa, T.Kamiyama, T.Ishigaki, F.Izumi, M.Miyake
    • Journal Title

      Chemistry of Materials 17

      Pages: 4236-4236

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Investigation of the Oxide Ion Conduction Mechanism of LaGaO_3-Based Electrolytes through High-Temperature Neutron Powder Diffraction

    • Author(s)
      M.Kajitani
    • Journal Title

      Key Engineering Materials (In press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of Al Doping on Crystal Structure and Electrical Conduction Properties of LaGA_<0.9>Mg_<0.1>O_<2.95> Perovskite Compound

    • Author(s)
      M.Kajitani
    • Journal Title

      Solid State Inoics (In press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Doping Effect on Crystal Structure and Conduction Property of Fast Oxide Ion Conductor LaGAO_3-Based Perovskite

    • Author(s)
      M.Kajitani
    • Journal Title

      Journal of Physics and Chemistry of Solids (In press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Doping Effect on Crystal Structure of Fast Oxide Ion Conductor LaGaO_3-Based Perovskite Compounds

    • Author(s)
      M.Kajitani, M.Matsuda, A.Hoshikawa, T.Kamiyama, F.Izumi, M.Miyake
    • Journal Title

      Electroceramics in Japan (In Press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electrical Transport Properties of Doubly Gd- and Al-Doped LaGa_<0.9>Mg_<0.1>O_<2.95> Perovskite Compounds

    • Author(s)
      M.Kajitani, M.Matsuda, M.Miyake
    • Journal Title

      Solid State Ionics (In Press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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