| 研究成果の概要 |
20at% Sc, In, Lu, Er, Gdで置換したジルコン酸バリウム（BaZr0.8M0.2O3-δ, M: Sc, In, Lu, Er, Gd）を対象に、第一原理計算や電気化学測定や熱重量測定など駆使してプロトントラップ（会合）挙動、局所構造および水和反応熱力学パラメータを評価し、プロトン伝導度の向上に不可欠な材料設計指針を熱力学と速度論の両面から理解した。プロトン拡散係数のアレニウスプロットはすべての置換元素において下方への折れ曲がりを示し、いずれの置換元素の場合においてもプロトントラップが起こり、Luで会合エネルギーが最小の-0.26 eVになることがわかった。
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