| 研究課題/領域番号 |
20H02422
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26010:金属材料物性関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
豊浦 和明 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60590172)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
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| キーワード | スペクトラルグラフ理論 / イオン伝導 / ポテンシャルエネルギー曲面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，結晶内部に形成される多様で複雑なイオン伝導経路網をスペクトラルグラフ理論に基づいて解析することで，結晶構造とイオン伝導性の相関を理解する新しい方法論の構築を目指す．また，これまで系統的に行ってきた種々酸化物結晶中におけるプロトン伝導経路の第一原理解析結果に本手法を適用することで，ホスト酸化物の結晶構造とプロトン伝導性の相関を包括的に理解し，新規プロトン伝導性酸化物の材料探索・設計に繋げる．
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| 研究成果の概要 |
各種電池やガスセンサーなど，あらゆる電気化学デバイスにおいて，イオン伝導体は電解質材料として必須であり，そのイオン伝導度はデバイス性能を決める重要因子のひとつである．そのため，各種イオンが高速伝導する材料を求めて，多くの研究者が新材料開発を行っている．ただ，研究者各々の経験と勘に頼った材料開発が依然として主流であり，広範な多元系材料探索空間の大部分が未開拓である．本研究では，インターネットや交通網などの複雑なネットワークを解析するスペクトラルグラフ理論を用いて，結晶内部に形成されるイオン伝導経路網を解析することで，固体内のイオン伝導を理解する新しい方法論の構築を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，インターネットや交通網などの複雑なネットワークを解析するスペクトラルグラフ理論を用いて結晶内部に形成されるイオン伝導経路網を解析することで，固体内のイオン伝導を理解する新しい方法論の構築を目指すものである．これは，固体イオニクス分野と情報科学分野の融合領域という観点で学術的意義は極めて高い．また，固体内のイオン伝導を包括的に理解する新しい方法論は新材料探索・設計指針に繋がることから，燃料電池や各種二次電池などエネルギー貯蔵技術の開発を加速するものである．このように，持続可能なエネルギー社会実現にも貢献するという点で社会的意義も有している．
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