| 研究課題/領域番号 |
17K06016
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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 |
無機工業材料
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
高井 茂臣 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (10260655)
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| 研究分担者 |
薮塚 武史 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (20574015)
八尾 健 京都大学, エネルギー科学研究科, 名誉教授 (50115953)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 酸化物イオン伝導体 / 欠陥構造 / 格子間酸化物 / 拡散 / 灰重石 / 中性子回折 / 導電パス / マキシマムエントロピー法 / 高温中性子回折 / 灰重石型構造 / 燃料電池電解質 / 結合原子価 / 酸素空孔 / 固体酸化物形燃料電池 / パルス中性子回折 / 導電機構 / 陽イオン空孔 / 酸化物イオン空孔 / 無機工業化学 / イオン伝導体 / 燃料電池 / 格子間酸化物イオン |
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| 研究成果の概要 |
本研究では灰重石型構造をもち，格子間酸化物イオンがイオン伝導に寄与するPb1-xLaxWO4-x/2および酸化物イオン空孔がイオン伝導を引き起こすCa1-xCsxWO4-x/2に着目し，欠陥構造とイオン伝導の相関について調べた．近年見いだされたCaWO4系では電気化学的測定により酸化物イオン伝導性を確立した．また両系の高温中性子回折実験を行い，MEMで求めたイオン伝導パスを比較した．その結果PbWO4系では格子間酸化物イオンを通るa-b面内およびc軸方向にイオン伝導が生じるのに対しCaWO4系ではおもにc軸方向に拡散パスが見られた．BVSからの考察も行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体酸化物形燃料電池の性能は固体電解質よって決まり，様々なイオン伝導体の研究が行われている．従来の酸化物イオン伝導体は主に空孔を利用したものであるが，近年は中温領域で稼働する系の研究も活発になっており，格子間酸化物イオンが伝導に寄与する系も注目されるようになってきている．PbWO4およびCaWO4はいずれも灰重石型構造を示す酸化物イオン伝導体になり得るが，異なる欠陥構造のメカニズムでイオン伝導を引き起こす．本研究によって欠陥構造とイオン伝導の関連について新たな知見が得られたことにより，今後の燃料電池材料の開発に大きく寄与できたと考えられる．
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