| 研究概要 |
本研究の目的は高リチウムイオン伝導体(La,Li)TiO_3を水中でも安定な性質を生かして水溶液から電解法により直接リチウムを回収すること、および固体電解質内での同位体の拡散係数が異なることを利用した電解による同位体分離の可能性を様々な角度から検討した。その結果、下記のような結果が得られた。
(1) リチウムイオン伝導度の改善とイオン伝導のメカニズムの解明の目的で多結晶を用いた各種置換実験および単結晶を用いたイオン伝導度の測定を行った。現在までのところ、最大のイオン伝導度は(La,Li)TiO_3系の1.1×10^<-3>S.cmであること、単結晶のイオン伝導度は多結晶体のバルクの値と一致することが明らかとなった。
(2) MDシミュレーションの結果、ペロプス力イト型酸化物で得られる最大のイオン伝導度は、現実の結晶より約1桁高いこと、同位体の拡散係数はその質量の平方根に比例するという古典的描象が正しいことが明らかになった。
(3) (La,Li)TiO_3ペレットおよびるつぼを用いた電解により、リチウム回収が可能なこと、および同位体分離が可能であることが明らかになった。
(4) 電解の際、粒界割れが問題となるため、実用レベルでの応用には焼結時の粒界制御と一次粒子のサイズの均一化が重要である。
これらの結果を総括すると、(La,Li)TiO_3を標記の目的に用いるには水以外の溶媒を用いること、組織制御した電解質るつぼを作製することが肝要であるということを認識する必要がある。
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