高酸素欠損組成を基軸とする新規イオン導電体の探索

高濃度の陰イオン空孔導入の指針の元、優れた導電特性を示す固溶体La2Li1-xMgxO3.5+x/2を新たに見出すと共に、空孔濃度及び空孔の配列様式がイオン導電特性に及ぼす影響を詳細に検討した。さらに、酸化物イオン導電体La2LiO3.5の誘導体であるヒドリドイオン(H-)導電体への展開を図った。酸化物イオンとヒドリドイオンが陰イオン副格子を形成する酸水素化物LnSrLiH2O2における構成元素種とヒドリドイオン導電特性の関係を系統的に評価した。中性子回折及び放射光X線回折データを用いた構造解析により、酸化物イオン導電体La2Li1-xMgxO3.5+x/2における規則配列の様式を新たに決定した。酸素が多量に欠損したLa2LiO3.5における酸素空孔の規則配列の存在を明らかにすると共に、異元素置換による酸素空孔の不規則配列化が可能であること、不規則配列化に伴いイオン導電率が向上することを見出した。これまで導電機構の理解が浅く、イオン導電率向上の指針が欠如していたヒドリドイオン導電体に対して、系統的なアプローチにより希土類元素のサイズ効果を明確に示した。今後のヒドリドイオン導電体開発を加速させる重要な知見を得た。

高濃度の陰イオン空孔導入の指針の元、優れた導電特性を示す固溶体La2Li1-xMgxO3.5+x/2を新たに見出すと共に、空孔濃度及び空孔の配列様式がイオン導電特性に及ぼす影響を詳細に検討した。さらに、酸化物イオン導電体La2LiO3.5の誘導体であるヒドリドイオン(H-)導電体への展開を図った。酸化物イオンとヒドリドイオンが陰イオン副格子を形成する酸水素化物LnSrLiH2O2における構成元素種とヒドリドイオン導電特性の関係を系統的に評価した。中性子回折及び放射光X線回折データを用いた構造解析により、酸化物イオン導電体La2Li1-xMgxO3.5+x/2における規則配列の様式を新たに決定した。酸素が多量に欠損したLa2LiO3.5における酸素空孔の規則配列の存在を明らかにすると共に、異元素置換による酸素空孔の不規則配列化が可能であること、不規則配列化に伴いイオン導電率が向上することを見出した。これまで導電機構の理解が浅く、イオン導電率向上の指針が欠如していたヒドリドイオン導電体に対して、系統的なアプローチにより希土類元素のサイズ効果を明確に示した。今後のヒドリドイオン導電体開発を加速させる重要な知見を得た。