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配位空間場制御材料の創製とそのエネルギーデバイスへの応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 16074219
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

蔭山 博之  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (80356758)

研究分担者 野村 勝裕  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (60357754)
研究期間 (年度) 2004 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
11,900千円 (直接経費: 11,900千円)
2007年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2006年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2005年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2004年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワードイオン導電体 / ナノ材料 / 電気・電子材料 / 結晶構造解析 / 燃料電池
研究概要

本研究では、結晶内の金属イオン及び酸化物イオンの配列を精密に制御し、結晶内をプロトンのみが優先的に移動(導電)可能な場(=配位空間)を持つ、高いプロトン導電性を発現する電解質材料、並びに結晶内をイオン及び電子(又はイオン及びホール)が優先的に導電可能な配位空間を持つ、混合導電性電極材料を創製することを目的とした。まず、本研究では、高いプロトン導電性を発現したLaSc03系ペロプスカイト型化合物の導電特性を詳細に検討し、その導電特性を温度、酸素分圧及び水素分圧の関数として統一的に表示する「電荷担体マップ」を作成した。次に、難焼結性のLaSc03系ペロブスカイト型化合物について、サブミクロン及びミクロンオーダーの粒子を混合して焼結する新規焼結法を確立し、センサーなどに適用できる相対密度(X線密度に対する嵩密度)98%以上の稠密な高速プロトン導電性材料を得ることに成功した。更に、高いプロトン導電性を有する(La1-xSrx) Sc03-δ(+yH20) (x=0.1-0.3)系化合物、及びLaSc03系化合物をベースとして混合導電性(プロトンーホール(または電子)導電性)を示すことが期待される(La0.8Sr0.2) (Sc1-xMnx)03-δ (x=0.1-0.75)系化合物についてX線回折測定及びXAFS測定を行い、組成の相違による材料中の金属イオンまわりの局所的な結晶構造の変化及び価数の変化を調べた。その結果、前者では、Srの含有量によってSc06八面体の局所構造が変化することが分かった。また、後者では、Mn3+/Mn4+の混合原子価状態を持つことが分かった。一方、導電率測定から、(La0.8Sr0.2) (Sc1-xMnx) 03-δ (x=0.25-0.75)の試料では、(La0.8Sr0.2) Mn03+δと同様にホール導電性を示すことが分かった。

報告書

(5件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (25件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (6件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (5件)

  • [雑誌論文] Transport Properties of Ba (ZrO. 8YO. 2)O3-δ Perovskite2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 178

      ページ: 661-665

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique Catalytic Activity of Platinum Eluted into Perovskite in the Solid Phase2007

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Date
    • 雑誌名

      Catal. Lett. 117

      ページ: 107-111

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultramarine Colored : Solid-phase Elution of Pt into Perovskite Oxides2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      J. Mater. Res. 22

      ページ: 2647-2650

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transport Properties of Ba(Zr0.8Y0.2)03-δ Perovskite2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura, Hiroyuki Kageyama
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 178(7-10)

      ページ: 661-665

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Unique Catalytic Activity of Platinum Eluted into Perovskite in the Solid Phase2007

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Date, Katsuhiro Nomura, Hiroyuki Kageyama, Hiroyuki Imai, Susumu Tsubota
    • 雑誌名

      Catal. Lett. 117(3-4)

      ページ: 107-111

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ultramarine Colored : Solid-phase Elution of Pt into Perovskite Oxides2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura, Masakazu Date, Hiroyuki Kageyama, Susumu Tsubota
    • 雑誌名

      J. Mater. Res. 22(10)

      ページ: 2647-2650

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transport PropeIties of Ba(Zr_?0.8?Y_?0.2?)O_?3-δ?Perovskite2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 178

      ページ: 661-665

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique Catalytic Activity of Platinum Eluted into Perovskite in the Solid Phase2007

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Date
    • 雑誌名

      Catal.Lett 17

      ページ: 107-111

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultramarine Colored:Solid-phase Elution of Pt into Perovskite Oxides2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      J.Mater.Res 22

      ページ: 2647-2650

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local structures of 10 mol% Y203 doped ceria ceramics by XAFS spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      Yarong Wang
    • 雑誌名

      The Photon Factory Activity Report 2005 #23, Part B

      ページ: 103-103

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Local structures around Y and Ce cations in 10 mol% Y203 doped ceria ceramics by EXAFS spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      Yarong Wang
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 177

      ページ: 1681-1685

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] XAFS Study of Proton and Mixed Conducting Perovskites2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kageyama
    • 雑誌名

      The 32th Symposium on Solid State Ionics in Japan Extended Abstracts 2006

      ページ: 266-267

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of Pt Containing Perovskites by the Solid-phase Elution Method and the Unique Catalytic Activity2006

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      The Second International Symposium on Chemistry of Coordination Space Extended Abstract

      ページ: 156-156

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal structure and electrical conduction properties of (La,Sr)ScO3-δ perovskites2005

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      The 31th Symposium on Solid State Ionics in Japan Extended Abstracts, 2005

      ページ: 188-189

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] PREPARATION OF COMPOSITE DIELECTRIC CERAMICS BY SPARK PLASMA SINTERING2005

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Takeuchi
    • 雑誌名

      Novel Material Processing by Advanced Electromagnetic Energy Sources-MAPEES'04 (Elsevier Ltd.)

      ページ: 285-288

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of dense LiFePO4/C composite positive electrodes using spark-plasma-sintering process2005

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Takeuchi
    • 雑誌名

      J.Power Sources 146

      ページ: 575-579

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of hard/high energy X-ray microbeam analysis for ceramics (micro fluorescent X-ray analysis)2005

    • 著者名/発表者名
      Kamijo Nagao
    • 雑誌名

      SPring-8 User Experimental Report (2005A) 15

      ページ: 121-121

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Proton Conduction in Doped LaScO3 Perovskites2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 175

      ページ: 553-555

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proton Conduction in Doped LaScO3 Perovskites2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura, Tomonari Takeuchi, Shin-ichi Kamo, Hiroyuki Kageyama, Yoshinori Miyazaki
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 175

      ページ: 553-555

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Charge Carrier Maps : Concept and Application to Some Fluorite- and Perovskite-type Oxides2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th Asian Conference on Solid State Ionics - The Science and Technology of Ions in Motion

      ページ: 151-162

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrical Properties of Doped PrGaO_3 Perovskite-Type Oxides2004

    • 著者名/発表者名
      Guoxin Jiang
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 112・7

      ページ: 380-383

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Perovskite-based Oxide-ion and Proton Conductors - Structure and Electrical Properties2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      Recent Research Development in Solid State Ionics 2・2

      ページ: 281-316

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Visualization of Oxide-ion Conduction Path in LaGaO_3-based Perovskites2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      Activity Report on Neutron Scattering Research 11

      ページ: 54-55

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of Oxygen Ion Transport in Sr+Mg-substituted LaGaO_3 (LSGM) with Varying Grain Sizes2004

    • 著者名/発表者名
      Camilla Haavik
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 174

      ページ: 233-243

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Proton Conduction in Doped LaScO_3 Perovskites2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 175

      ページ: 553-555

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Pt Containing Perovskites by the Solid-Phase Elution Method and the Unique Catalytic Activity(2)2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Chemistry of Coordination Space
    • 発表場所
      Awaji, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Crystal Structure and Electrical Conduction Properties of (La_?0.8?Sr?0.2?)(Sc_<1_x>Mn_x)_<3-δ>Perovskite Oxides2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2007-07-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] XAFS Study of Local Structures of Proton and Mixed Conducting Perovskites with LaScO3 Basic Structure2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kageyama
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2007-07-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] XAFS Study of Local Structures of Proton and Mixed Conducting Perovskites with LaScO3 Basic Structure2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kageyama, Katsuhiro Nomura, Junko Ide, Katsumi Handa
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      Shanghai, China.
    • 年月日
      2007-07-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] XAFS Study of Local Structures of Proton and Mixed Conducting Perovskites with L_aS_cO_3 Basic Structure2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kageyama
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2007-07-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Coordination Structure and Electrical Conduction Properties of (La_0.8Sr0.2)(Sc_<1-x>Mn_x)O_3 Perovskite Oxides(x=0.25,0.5,0.75,and 1.0)2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kageyama
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Chemistry of Coordination Space
    • 発表場所
      Awaji, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2007-01-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 「配位空間の化学」-分子凝縮、ストレス、変換場の創成-広報 第8号2006

    • 著者名/発表者名
      蔭山 博之
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      「晒位空間の化学」総括班
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] “Charge Carrier Maps : Concept and Application to Some Fluorite- and Perovskite-type Oxides" , in “Proceedings of the 9th Asian Conference on Solid State Ionics - The Science and Technology of Ions in Motion"2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 出版者
      World Scientific
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://riodb.ibase.aist.go.jp/ssced/index.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 金属含有廃棄材料からの金属の回収方法2008

    • 発明者名
      伊達 正和、 藤谷 忠博、 野村 勝裕、 蔭山 博之
    • 権利者名
      吉川 弘之
    • 産業財産権番号
      2008-046188
    • 出願年月日
      2008-02-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] ベロブスカイト型複合酸化物2007

    • 発明者名
      野村 勝裕、 伊達 正和、 蔭山 博之、 坪田 年
    • 権利者名
      吉川 弘之
    • 産業財産権番号
      2007-237384
    • 出願年月日
      2007-09-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] ペロブスカイト型酸化物緻密焼結体及びその製造方法2006

    • 発明者名
      野村勝裕,蔭山博之
    • 権利者名
      吉川弘之
    • 産業財産権番号
      2006-014511
    • 出願年月日
      2006-01-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] ペロブスカイト型複合酸化物2006

    • 発明者名
      野村勝裕, 伊達正和, 蔭山博之, 坪田年
    • 権利者名
      吉川弘之
    • 産業財産権番号
      2006-256642
    • 出願年月日
      2006-09-22
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] ペロブスカイト型酸化物緻密焼結体及びその製造方法2005

    • 発明者名
      野村 勝裕, 蔭山 博之
    • 権利者名
      吉川 弘之
    • 産業財産権番号
      2005-320238
    • 出願年月日
      2005-11-04
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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