| 研究課題/領域番号 |
19K15304
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
中川 祐貴 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00787153)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 錯体水素化物 / リチウムアラネート / 窒化ホウ素 / リチウムイオン伝導 / 超イオン伝導 / 水素貯蔵 / メカニカルミリング / 固体核磁気共鳴 / リチウムイオン伝導材料 / 水素貯蔵材料 / ボールミリング / 交流インピーダンス法 / h-BN / t-BN / c-BN / イオン伝導材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
・ミリング粉砕した錯体水素化物のリチウムイオン伝導経路を、交流インピーダンス法や多角的な構造解析により明らかにする。また、六方晶窒化ホウ素(h-BN)、乱層構造のBN(t-BN)、立方晶窒化ホウ素(c-BN)という構造の異なるBNと複合化した錯体水素化物のイオン伝導度評価や構造解析より、BNが伝導度に及ぼす影響やその機構を明らかにする。
・イオン伝導度を向上または低下させる添加物と錯体水素化物を複合化することで、イオン伝導度と水素吸放出特性の相関性を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
錯体水素化物のリチウムアラネート(LiAlH4)について、ボールミリングによる粉砕処理や構造の異なる窒化ホウ素(六方晶(h-BN)、乱層構造(t-BN)、立方晶(c-BN))とのミリング複合化を行い、そのリチウムイオン伝導度を交流インピーダンス法により評価した。その結果、ミリング粉砕ではアラネート中のリチウムサイトの空孔濃度の増加による伝導度向上が示された。また、t-BNと複合化したLiAlH4は80℃で超イオン伝導特性を示し、リチウムボロハイドライド(LiBH4)種の生成が伝導度向上に寄与することが示唆された。
また、t-BNとの複合化により、LiAlH4の水素放出速度を向上することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
錯体水素化物の1種であるリチウムアラネート(LiAlH4)に対して、ミリング粉砕処理や異なる構造の窒化ホウ素(BN)添加物により、リチウムイオン伝導度を大幅に向上できることを明らかにした。リチウムイオン伝導体としての錯体水素化物の研究の歴史はまだ浅く、水素化物系のリチウムイオン伝導体の伝導度向上機構についての学術的に重要な知見を得ることができた。また、BN添加物を加えることにより超イオン伝導特性を達成することができたため、更なる改良を行うことで、実社会への応用展開も期待される。
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