2022 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanochemical synthesis for hydride ion conductive materials
Publicly Offered Research
| Project Area | New Materials Science on Nanoscale Structures and Functions of Crystal Defect Cores |
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| Project/Area Number |
22H04514
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
小林 玄器 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (30609847)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | メカノケミカル合成 / ヒドリドイオン導電体 / 混合導電体 / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度に報告したBaTiO3-xHx（BTOH）のメカノケミカル合成の手法を応用し、新物質探索を検討した。高圧合成やCaH2を用いたイオン交換などの従来の酸水素化物の合成方法では、合成中に原料が金属まで還元してしまう問題があり、構成元素に含めることができない金属種が数多くあった。本研究で適用したメカノケミカル法は非加熱合成プロセスであることから、原料の過剰な還元を抑制することが可能になり、結果としてこれまで構成元素にできなかった金属種を含む新たな酸水素化物を合成することに成功した。中性子回折による結晶構造解析とTDSによる組成分析等で組成を決定する予定である。
メカノケミカル合成によって得られたBTOHをアンモニア合成触媒として評価した。その結果、既報のアンモニア合成触媒よりも優れた触媒活性を示すことを確認した。水素濃度による活性の変化も捉えており、今後の主要な研究対象になる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
非加熱合成法であるメカノケミカル合成は、揮発しやすい水素を反応系内のとどめることに適しており、これを積極的に活用することで遷移金属酸水素化物の探査空間を拡張することができた。実際に新物質をいくつも合成できている。また、メカノケミカル法で得られたBTOHがアンモニア合成触媒として優れた活性を示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた新物質の結晶構造と組成を構造解析と組成分析から決定する。さらに、触媒活性、電極特性等の機能評価をおこなう。
メカノケミカル合成で得られた試料は、結晶歪みが大きいことが示唆されており、コヒーレントX線などの計測を実施することで歪みの可視化をおこなう。得られた結晶歪みに関する指標と物性値との相関を調べる。
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[Journal Article] Trihalide Mixing by Size-Flexible H- Ions in Layered Ba2H3 (Cl, Br, I)2022
Author(s)
H. Ubukata, F. Takeiri, C. Tassel, S. Kobayashi, S. Kawaguchi, T. Saito, T. Kamiyama, S. Kobayashi, G. Kobayashi, and H. Kageyama*
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Journal Title
Chemistry of Materials
Volume: 34
Pages: 5654-62
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] H-のサイズ柔軟性により実現したBa2H3(Cl,Br,I)におけるCl-Br-I固溶およびH-イオン伝導性2022
Author(s)
生方宏樹 , 竹入史隆 , TASSEL Cedric, 小林慎太郎, 河口省吾, 齊藤高志, 神山崇, 小林俊介, 小林玄器, 陰山洋
Organizer
第48回固体イオニクス討論会
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