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2007 年度 研究成果報告書概要

配位空間場制御材料の創製とそのエネルギーデバイスへの応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 16074219
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

蔭山 博之  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (80356758)

研究分担者 野村 勝裕  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (60357754)
研究期間 (年度) 2004 – 2007
キーワードイオン導電体 / ナノ材料 / 電気・電子材料 / 結晶構造解析 / 燃料電池
研究概要

本研究では、結晶内の金属イオン及び酸化物イオンの配列を精密に制御し、結晶内をプロトンのみが優先的に移動(導電)可能な場(=配位空間)を持つ、高いプロトン導電性を発現する電解質材料、並びに結晶内をイオン及び電子(又はイオン及びホール)が優先的に導電可能な配位空間を持つ、混合導電性電極材料を創製することを目的とした。まず、本研究では、高いプロトン導電性を発現したLaSc03系ペロプスカイト型化合物の導電特性を詳細に検討し、その導電特性を温度、酸素分圧及び水素分圧の関数として統一的に表示する「電荷担体マップ」を作成した。次に、難焼結性のLaSc03系ペロブスカイト型化合物について、サブミクロン及びミクロンオーダーの粒子を混合して焼結する新規焼結法を確立し、センサーなどに適用できる相対密度(X線密度に対する嵩密度)98%以上の稠密な高速プロトン導電性材料を得ることに成功した。更に、高いプロトン導電性を有する(La1-xSrx) Sc03-δ(+yH20) (x=0.1-0.3)系化合物、及びLaSc03系化合物をベースとして混合導電性(プロトンーホール(または電子)導電性)を示すことが期待される(La0.8Sr0.2) (Sc1-xMnx)03-δ (x=0.1-0.75)系化合物についてX線回折測定及びXAFS測定を行い、組成の相違による材料中の金属イオンまわりの局所的な結晶構造の変化及び価数の変化を調べた。その結果、前者では、Srの含有量によってSc06八面体の局所構造が変化することが分かった。また、後者では、Mn3+/Mn4+の混合原子価状態を持つことが分かった。一方、導電率測定から、(La0.8Sr0.2) (Sc1-xMnx) 03-δ (x=0.25-0.75)の試料では、(La0.8Sr0.2) Mn03+δと同様にホール導電性を示すことが分かった。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2007 2006 2004

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Transport Properties of Ba (ZrO. 8YO. 2)O3-δ Perovskite2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 178

      ページ: 661-665

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique Catalytic Activity of Platinum Eluted into Perovskite in the Solid Phase2007

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Date
    • 雑誌名

      Catal. Lett. 117

      ページ: 107-111

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultramarine Colored : Solid-phase Elution of Pt into Perovskite Oxides2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      J. Mater. Res. 22

      ページ: 2647-2650

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transport Properties of Ba(Zr0.8Y0.2)03-δ Perovskite2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura, Hiroyuki Kageyama
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 178(7-10)

      ページ: 661-665

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Unique Catalytic Activity of Platinum Eluted into Perovskite in the Solid Phase2007

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Date, Katsuhiro Nomura, Hiroyuki Kageyama, Hiroyuki Imai, Susumu Tsubota
    • 雑誌名

      Catal. Lett. 117(3-4)

      ページ: 107-111

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Ultramarine Colored : Solid-phase Elution of Pt into Perovskite Oxides2007

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura, Masakazu Date, Hiroyuki Kageyama, Susumu Tsubota
    • 雑誌名

      J. Mater. Res. 22(10)

      ページ: 2647-2650

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Proton Conduction in Doped LaScO3 Perovskites2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 175

      ページ: 553-555

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proton Conduction in Doped LaScO3 Perovskites2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura, Tomonari Takeuchi, Shin-ichi Kamo, Hiroyuki Kageyama, Yoshinori Miyazaki
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 175

      ページ: 553-555

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] XAFS Study of Local Structures of Proton and Mixed Conducting Perovskites with LaScO3 Basic Structure2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kageyama
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2007-07-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] XAFS Study of Local Structures of Proton and Mixed Conducting Perovskites with LaScO3 Basic Structure2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kageyama, Katsuhiro Nomura, Junko Ide, Katsumi Handa
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      Shanghai, China.
    • 年月日
      2007-07-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] “Charge Carrier Maps : Concept and Application to Some Fluorite- and Perovskite-type Oxides" , in “Proceedings of the 9th Asian Conference on Solid State Ionics - The Science and Technology of Ions in Motion"2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Nomura
    • 総ページ数
      151-161
    • 出版者
      World Scientific
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [産業財産権] ペロブスカイト型酸化物緻密焼結体及びその製造方法2006

    • 発明者名
      野村勝裕,蔭山博之
    • 権利者名
      吉川弘之
    • 産業財産権番号
      特願2006-014511
    • 出願年月日
      2006-01-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2010-06-09  

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