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原子間ポテンシャルを用いた全散乱解析による機能性酸化物の欠陥構造の可視化

研究課題

研究課題/領域番号 17K14815
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京理科大学

研究代表者

北村 尚斗  東京理科大学, 理工学部先端化学科, 講師 (10453812)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード2体分布関数 / 格子欠陥 / 酸化物イオン伝導体 / 第一原理計算 / 構造・機能材料
研究成果の概要

固体酸化物型燃料電池への応用が期待されている電解質に着目し、その原子配列と酸化物イオン伝導性の関係を解明するため、原子間ポテンシャルを用いた逆モンテカルロモデリングにより全散乱測定のデータを解析した。その結果、ランタンシリケートをはじめとする酸化物イオン伝導体について、結晶中に存在する欠陥(空孔や置換種)の分布とその周辺の局所構造の解明に成功し、導電特性に及ぼす影響が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

固体酸化物型燃料電池は低環境負荷の発電システムとして注目されているが、その幅広い普及のためには、既存の物質よりも優れた酸化物イオン伝導性を示す物質の創製が必要である。本研究では新しい原子配列の解析手法を確立し、酸化物イオン伝導性を向上させるための方針を検討した。近年の燃料電池に対する需要を考慮すると、本研究で得られた成果は学術的・社会的に重要である。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Local Structures of Crystalline Ionic Conductors Used for Electrochemical Devices2018

    • 著者名/発表者名
      Naoto Kitamura, Naoya Ishida, Yasushi Idemoto
    • 学会等名
      THERMEC'2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Local Structure Analysis on Na0.5Bi0.5TiO3-Based Materials with Perovskite Structure2018

    • 著者名/発表者名
      Naoto Kitamura, Naoya Ishida, Yasushi Idemoto
    • 学会等名
      RMC Conference 7
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-throughput modelling of defect structures of oxide-ion conductors2018

    • 著者名/発表者名
      Naoto Kitamura, Naoya Ishida, Yasushi Idemoto
    • 学会等名
      10th International Workshop on Combinatorial Materials Science and Technology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] La9.33(Si,M)6O26系酸化物イオン伝導体の平均・局所構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      北村 尚斗、上原 卓也、石田 直哉、井手本 康
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ランタンシリケート系酸化物イオン伝導体の Si サイト置換と平均・局所構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      上原 卓也、北村 尚斗、石田 直哉、井手本 康
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 全散乱測定によるペロブスカイト型Na0.5Bi0.5TiO3の原子配列モデリング2018

    • 著者名/発表者名
      北村 尚斗,林 直弥,石田 直哉,井手本 康
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Defect Structure Modeling of Crystalline Oxide-Ion Conductors by the Pair Distribution Function Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Naoto Kitamura
    • 学会等名
      IUMRS-ICA2017 (18th International Union of Materials Research Societies, International Conference in Asia)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ペロブスカイト型構造を有するNa0.5Bi0.5TiO3の原子配列・電子構造とA サイト欠損の影響2017

    • 著者名/発表者名
      北村 尚斗,林 直弥,石田 直哉,井手本 康
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 東京理科大学理工学部先端化学科 井手本・北村研究室ホームページ

    • URL

      http://www.rs.noda.tus.ac.jp/idemotol/member/kitamura/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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