| 研究課題/領域番号 |
21K04659
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
岡 研吾 近畿大学, 理工学部, 講師 (80602044)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 酸フッ化物 / 複合アニオン / イオン伝導 / トポタクティックな反応 |
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| 研究実績の概要 |
酸フッ化物をベースとしたフッ化物イオン伝導体探索のため、インピーダンスアナライザーを導入し、伝導度を評価できる環境を整えた。いくつかの、高いイオン伝導性が期待される酸フッ化物試料において、室温での伝導度測定を行っている。また、合わせて、温度可変で測定できるような装置の導入を検討している。
インピーダンスアナライザーによる伝導度の評価以外にも、酸化物をベースとした、トポタクティックなフッ化反応による酸フッ化物の合成の研究も行っている。中でも、高いフッ化物イオン伝導性を示すと期待される材料において、ポリフッ化ビニリデンをフッ化剤として用いたフッ化反応により、400℃、10分程度という非常に短時間で完了するフッ化反応が起こることを発見した。in situの高温下粉末XRD測定により、フッ化挙動の詳細を現在調査している。また、合わせて、固相反応法で合成した酸フッ化物試料と、トポタクティックなフッ化反応で合成した試料の二つを比較し、構造内に含まれるフッ化物イオンの量と、結晶構造の関係についても調査を行っている。特に、イオン伝導体においては、結晶構造内でイオン化拡散する経路を明らかにすることが重要である。よって、放射光粉末X線回折を用いた精密構造解析による、フッ化物イオン量と結晶構造の関係、およびボンドバレンスサムマッピングによるイオン伝導経路の可視化を行っている。その中で、フッ化アパタイト化合物において、Aサイトを占有する典型金属元素の種類によって、フッ化物イオンの占有位置が変わること、および、マキシマムエントロピー法で可視化した電子密度分布からPbを含む化合物においてのみ高いフッ化物イオン伝導性が期待されることを報告した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
目的としていた、イオン伝導度を測定する環境の整備はできた。あとは、温度可変のプローブを導入できれば、目的としていた測定を全て行えることになる。また、フッ化物イオン伝導体として着目していた物質について、非常に短時間でのフッ化反応で酸化物から合成できることも発見できた。フッ化物イオンのダイナミクスに着目した本研究テーマにおいて、シーズとなる興味深い結果が得られている。
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| 今後の研究の推進方策 |
先に述べたように概ね順調に進展している。イオン伝導度の評価のためには、温度可変のプローブが必要であり、それを導入することによって、活性化エネルギーの見積もりなどより詳細な評価ができるようにする。また、イオン伝導体において、元素置換はその性能を向上させる標準的な手法の一つである。現在、着目している材料においても、元素置換を行い、そのイオン伝導特性の変化について、より詳細に調べていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の計画にはなかった装置の故障により、物品の購入計画が変更されたため少量の次年度使用額が生じた。次年度使用額は、試薬購入に充てる計画である。
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