| 研究課題/領域番号 |
21H01015
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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13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
永井 正也 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (30343239)
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| 研究分担者 |
奥山 勇治 宮崎大学, 工学部, 教授 (80613281)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
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| キーワード | プロトン伝導形固体電解質 / ポーラロン / 欠陥 / プロトン伝導型固体電解質 / 中赤外分光 / テラヘルツ分光 / フォノン / 超高速分光 / 赤外分光 / 酸化セリウム / 光励起発光測定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では次世代の燃料電池の固体電解質として注目されているジルコン酸バリウムBa1-
xMxZrO3-δの電荷担体であるプロトンのミクロな伝導機構を、超短光パルスを用いた超高速分光を用いて解明する。有極性液体の水素結合ネットワーク研究における超高速分光の手法を適用し、固体電解質中のOHO結合を介したプロトン伝導ダイナミクスを中赤外光パルスとTHzパルスを用いることで調べる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では物質科学で局所構造に対して敏感であることが知られている発光や赤外分光に注目し、プロトン伝導形固体電解質であるジルコン酸バリウムに適用することで、キャリアとなるプロトンやドーパント近傍の局所構造を明らかにした。このアプローチの妥当性を酸素伝導形固体電解質を用いて検証した。さらには赤外超高速分光に展開し、動的ダイナミクスの解明を試みた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
燃料電池中の固体電解質の研究はこれまでは物質の平均的構造やイオン拡散の平衡状態が議論されていた。本研究では物質科学で局所構造に対して敏感であることが知られている発光や赤外分光に注目し、これまでアクセスできなかったキャリアイオン近傍の局所構造を評価することを明らかにした。これは固体電解質の材料開発の新たな指標となることが記載される。
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