| 研究課題/領域番号 |
16K06784
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
井川 直樹 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (60354833)
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| 研究分担者 |
樹神 克明 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (10313115)
田口 富嗣 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (50354832)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 燃料電池材料 / 局所乱れ / 結晶構造 / 中性子回折 / 燃料電池 / 構造・機能材料 / 水素 / 局所構造解析 |
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| 研究成果の概要 |
燃料電池材料用固体電解質・BaSn0.5In0.5O2.75について、中性子回折/リートベルト法にて平均構造を、中性子原子対相関関数解析法にて局所構造を解析し、両者を比較することで局所的な構造乱れを検討した。原子間距離6Å以上では、平均構造と同じ空間群・Pm-3mの立方晶であるが、6Å以下の局所範囲では、空間群P4/mmmの正方晶構造に良い一致を示し、また、Baや酸素の理想結晶位置からの変位が見られた。正方晶化度やBa、酸素の変位量は、原子間距離の増加に伴って緩和され、約10Åになると平均構造と一致することを明らかにするなど、本課題によって結晶乱れを解析することが可能になった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
中性子が有する軽元素探知能力を活かし、さらにリートベルト/MEM法と結晶原子対相関関数解析法を併用して、これまで解析が困難であった燃料電池材料中の局所的な結晶乱れを明らかにしたことは、燃料電池材料中のイオン伝導と結晶乱れの関係を解明する上での貴重な一歩と言える。本手法を通して、今後の燃料電池材料の性能向上を目指した材料設計に大きな貢献をもたらすものと期待できる。さらに、本電池材料に限らず水素やLi などの軽元素が関与する多くの機能材料についても、それらのイオンに起因する機能発現現象を解明するための有効な解析手段となると期待できる
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