| 研究実績の概要 |
平成２９年度当初は、平成28年度で得られた(CaxHf1-x)4/4-2xNb(PO4)3よりも高いイオン伝導性が期待できる(CaxZr1-x)4/4-2xNb(PO4)3の単相試料の合成およびそのイオン伝導性の評価を検討したが、前年度と同様の手法では単相試料が得られなかった。
そこで、Zrを含み2価のCaイオンを伝導種とするナシコン型固体電解質が合成できない原因を解明するため、伝導イオン種としてMg, Ni, Ba, Kを用いたナシコン型固体電解質の開発を行った結果、MgおよびKを用いた試料では4価カチオンとしてHf, Zrいずれを用いた場合でもナシコン型構造単相が得られ、Ni, Baを用いた場合にはHfを用いた場合のみナシコン型構造単相が得られることが明らかとなった。それら試料の構造およびイオン伝導性を詳細に比較したところ、イオン半径、価数に共通点はないこと、また単相試料が得られなかった系で見られた不純物相も一致しなかったことから、試料合成における原料カチオン比率や混合状態が単相試料を得るのに重要であるとの知見が得られた。
そこで、原料カチオン比率を変化させた場合の構造的変化を検討した結果、平成２９年度末になりCa(1-x)/2Zr2-xNbx(PO4)3の組成式においてナシコン型単相試料が得られることが明らかとなった。
なお、Ni, K, Baを伝導イオン種とした試料について、そのイオン伝導性を評価した結果、いずれも高いイオン伝導性を示す新規なナシコン型固体電解質であることを明らかにしている。
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