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酸化物中の水素挙動は、核分裂炉・核融合炉材料、高耐食性材料や燃料電池材料などのエネルギー材料の研究、開発に直接関係する重要な問題である。しかしながら、現在の所その挙動は十分に理解されているとは思われない。本研究では、プロトン導電性を示す可能性の高いリチウム化合物としてLi_2O及びLi_2ZrO_3を、非常に大きなプロトン導電性を示す化合物としてよく知られているSrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_3を研究の対象とし、水素の吸収放出特性として電気導電率並びに水素溶解度の測定を実施した。
Li_2O及びLi_2ZrO_3における電気導電率の温度依存性並びに水蒸気圧依存性を明らかにした。Li_2O及びLi_2ZrO_3における電気伝導機構はイオン導電であり、その導電イオン種は主としてLi^+であることが分かった。水蒸気を含む雰囲気での電気伝導率の上昇は、試料中に溶解したH^+による導電性の直接的上昇というよりも、H^+溶解に伴うリチウム欠陥の増加による影響の方が大きいと考えられる。したがって、これらのリチウム化合物は、条件によってはプロトン導電性を示す可能性はあるものの、通常の条件ではプロトン導電性よりもリチウムイオン導電性のほうが支配的であると考えてよい。Li_2O及びSrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_3の水素溶解度の反応温度依存性及び水蒸気圧依存性を明らかにした。また、提案した熱化学反応式により水素の溶解が説明できることが分かった。
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