Creation electrochemical functions based on understanding and controlling hydrogen charge state in solid-state materials

• Project/Area Number: 24H00390
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 小林 玄器 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (30609847)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北野 政明 東京工業大学, 元素戦略MDX研究センター, 教授 (50470117) ; 小板谷 貴典 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60791754)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥49,400,000 (Direct Cost: ¥38,000,000、Indirect Cost: ¥11,400,000); Fiscal Year 2025: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2024: ¥30,680,000 (Direct Cost: ¥23,600,000、Indirect Cost: ¥7,080,000)
• Keywords: 水素 / ヒドリドイオン導電体 / 混合導電体 / 触媒電極 / HAXPES

Outline of Research at the Start

ヒドリドを含む無機固体化合物は、高速イオン導電性、高い触媒活性などの興味深い機能を示すことから、新たな機能性材料の研究対象として注目されている。申請者は、 H-導電性固体電解質としてLa2-x-ySrx+yLiH1-x+yO3-yを見出したことを足がかりに、H-導電性材料の物質開拓に一貫して取り組んできた。その中で、優れたH-導電性や高い触媒活性を示す物質には、特異的な水素の配位環境が存在し、拡散過程において水素の電荷にゆらぎが生じている可能性を捉えた。本研究は、申請者らのこれまでの研究成果に立脚し、水素の荷電状態のゆらぎが導電率や電極触媒活性なに与える影響を明らかにすることを目指す。