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2019 年度 研究成果報告書

多元系固体イオニクス材料に対する高精度ハイスループット・スクリーニング手法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 17H04948
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 金属物性・材料
研究機関京都大学

研究代表者

豊浦 和明  京都大学, 工学研究科, 准教授 (60590172)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード固体イオニクス / プロトン伝導性酸化物 / ハイスループット・スクリーニング
研究成果の概要

本研究では,多元系固体イオニクス材料に対するハイスループット・スクリーニングの実現に向けて,第一原理電子状態計算と機械学習を連携させた高速かつ高精度なイオン伝導解析手法の開発を行った.具体的には,ガウス過程に基づくベイズ最適化と経路探索アルゴリズムを組み合わせることにより,結晶中の伝導キャリアのポテンシャルエネルギー曲面において,イオン伝導性の支配領域を選択的に評価する方法論を構築した.また,本提案手法の有用性を実証するために,プロトン伝導性酸化物をターゲットに無機結晶構造データベースをスクリーニングしたところ,現行材の移動度を超える有望化合物を複数発見するに至った.

自由記述の分野

計算材料学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,多元系固体イオニクス材料に対するハイスループット・スクリーニングの実現に向けて,第一原理電子状態計算と機械学習を連携させた高速かつ高精度なイオン伝導解析手法の開発を行った.本手法を用いることで各種電気化学デバイスの材料開発を理論計算主導で行うことができ,デバイス開発の合理化・高速化が期待できる.また,本手法を用いて獲得したプロトン伝導性酸化物に関するデータをHPで公開することで,次世代燃料電池の開発が加速されることが期待される.

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公開日: 2021-02-19  

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