| 研究課題/領域番号 |
20612015
|
|---|
| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
|---|
研究代表者 |
井川 直樹 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (60354833)
|
|---|
| 研究分担者 |
内海 渉 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (60193918)
深澤 裕 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (30370464)
山内 宏樹 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (50367827)
|
|---|
| キーワード | 量子ビーム / 新エネルギー / MEM解析 / 電池材料 / Rietveld解析 |
|---|
| 研究概要 |
軽イオン輸送型電池におけるイオン挙動の解明のため、軽イオン輸送型電池の典型的な要素である燃料電池用の水素イオン伝導固体電解質・BaSn_<0.5>In_<0.5>O_<2.75>およびLi電池正極材料用のLiイオン伝導体・LiCo_<1/3>Ni_<1/3>Mn_<1/3>O_2を合成し、中性子回折実験を実施して得られた測定データのRietveld/MEMにより、これら材料中における水素やLiの存在状態を解析した。
水素イオン伝導体BaSn_<0.5>In_<0.5>O_<2.75>については、予め本材料にD_2Oを溶解させることによって重水素を導入した。中性子回折実験を実施して得られたデータを基にRietveld/MEM解析によって水素の位置を評価した。その結果、この材料中の水素は酸素から約1Åの距離と、酸素のごく近傍に存在することが明らかになった。さらに、中性子散乱法では、軽水素(H)と重水素(D)の散乱能力(中性子散乱長)が異なる点に着目し、重水素溶解試料と軽水素溶解試料の構造因子の差を利用した中性子回折実験を実施した。この結晶構造因子の差をMEM解析することで、本物質中の水素分布のみを浮き出して可視化ができ、これらからBaSn_<0.5>In_<0.5>O_<2.75>中の水素は48nサイトに分布していることを明らかにした。
Liイオン伝導体LiCo_<1/3>Ni_<1/3>Mn_<1/3>O_2では、300℃および450℃の高温における材料中でのLiの存在状態を中性子回折実験およびRietveld/MEMによって評価した。測定温度の上昇によって、Li-Li原子間(3a-9e方向)におけるLi原子核密度の増加が観察されたことなどからLi伝導経路が特定できた。
|
