2024 Fiscal Year Research-status Report
New Theory for Activationg Proton Conduction by Hydration-Induced Structural Phase Transition
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24K08081
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
兵頭 潤次 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (70736149)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Keywords | 水和反応 / 構造相転移 / プロトン伝導性酸化物 / 電子軌道対称性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、Bサイトホスト元素がp、d、fと異なるブロック元素で構成される斜方晶ペロブスカイト構造のプロトン伝導体、SrSnO3(pブロック)、SrZrO3(dブロック)、SrCeO3(fブロック)を対象とし、水和反応誘起構造相転移が引き起こす結晶構造変化、電子構造変化、水和熱力学変化を系統的に評価することで、「軌道対称性制御」がプロトン伝導性創発の新概念となることを提唱することである。
本年度は、当初の計画通り、Bサイトの一部をScを置換したSrSnO3(pブロック)、SrZrO3(dブロック)、SrCeO3(fブロック)を合成し、結晶構造評価および水和熱力学実験を行った。これらの水和前後の結晶構造解析を室温において評価した。その結果、SrSnO3系にのみ水和誘起構造相転移を生じ、水和誘起構造相転移はpブロック元素のSnに特有の現象であることが明らかとなった。次年度は、水和誘起構造相転移を示したSrSnO3系において紫外光電子分光法（UPS）を適用し、構造相転移前後における価電子帯電子構造の対称性を調査する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画に基づき、3つの材料系における結晶構造及び水和挙動を評価し、水和誘起構造相転移がSrSnO3系特有の現象である知見が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、水和誘起構造相転移を示したSrSnO3系において紫外光電子分光法（UPS）を適用し、構造相転移前後における価電子帯電子構造の対称性を調査する。また、第一原理計算によって得られた結果と実験結果の解釈を進め、プロトン導入の制御因子を明らかにする。
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