2013 Fiscal Year Annual Research Report
ヒドリド含有酸化物を基軸とした新規機能性材料の探索
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24750209
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
小林 玄器 分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 特任准教授 (30609847)
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| Keywords | ヒドリド導電体 / 酸水素化物 / 新エネルギー / 無機工業材料 / セラミックス / 先端機能デバイス |
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| Research Abstract |
Ruddlesden-Popper型構造の新規酸水素化物を合成し，元素置換によりヒドリド含有量と元素配列を制御することに成功した。合成が困難とされている酸水素化物において，組成と結晶構造を自在に制御した例はこれまでに無く，本研究で得られた結果が初めての成功例である。
合成した酸水素化物のイオン導電率を交流インピーダンス法により調べ，ヒドリドの欠損または層間へのヒドリドの導入によるイオン導電率の増加傾向を捉えた。さらに，Hebb-Wagner直流分極法により求めた当該物質のヒドリド輸率はほぼ1であり，交流インピーダンスから求めた導電率に電子伝導が関与していないことが明らかとなった。
ヒドリド導電現象のより確実な証拠を得るために，合成した酸水素化物を固体電解質とし，金属水素化物の正極と金属負極を用いた全固体水素濃淡電池を作製して起電力測定と定電流放電測定を行った。その結果，イオン導電率が観測される200℃以上の温度域で正極と負極の水素吸蔵量に依存した電位が観測された。また，放電後の正・負極材料の変化をX線回折測定により調べ，正極からの水素放出と負極金属の水素化を捉えることに成功した。この結果は，これまで実証されていなかったヒドリドのイオン導電現象を明確に捉えており，ヒドリド導電現象を利用した新規電気化学デバイスの可能性を示している。
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