高酸素欠損組成を基軸とする新規イオン導電体の探索

寻找基于高度缺氧成分的新型离子导体

• 批准号: 19J14915
• 负责人: 松井 直喜
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J14915/
• 关键词: 酸化物イオン伝導体; ヒドリドイオン伝導体

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。

根据引入高浓度阴离子空隙的指南，我们发现了一个实心溶液LA2LI1-XMGXO3.5+X/2，该溶液具有出色的电导率特性，并详细研究了空隙浓度和排列样式对离子电导率的影响。此外，该发育是在氢化物离子（H-）导体上进行的，该导体是氧化离子导体La2lio3.5的衍生物。系统地评估了氢化物LNSRLIH2O2的组成元素与氢化物离子电导率之间的关系，其中氧化物离子和氢化物离子形成阴离子sublattices。使用中子衍射和同步加速器X射线衍射数据的结构分析新确定了氧化离子导体LA2LI1-XMGXO3.5+X/2的有序排列样式。已经发现，La2lio3.5中氧气空位的定期排列存在，氧气不足，并且可以通过异质元素的位移来不规则地排列氧气空位，而离子电导率则可以通过不规则的排列提高。一种系统的方法清楚地表明了稀土元素对氢化物离子导体的尺寸效应，这些材料以前对电导率机制几乎没有理解，并且缺乏改善离子电导率的指南。我们已经获得了重要的知识，以加速氢化离子导体的未来发展。

项目成果

ヒドリドイオン導電性固体電解質の開発と結晶構造解析

氢阴离子导电固体电解质的研制及晶体结构分析

• 发表时间: 2019
• 作者: 松井直喜;菅野了次
• 通讯作者: 菅野了次

K2NiF4型構造を有するH-導電体LnCaLiH2O2の結晶構造と電気化学特性

K2NiF4型结构H导体LnCaLiH2O2的晶体结构和电化学性能

• 发表时间: 2019
• 作者: 三科卓也;松井直喜;GuangzhongJiang;小林玄器;鈴木耕太;平山雅章;菅野了次
• 通讯作者: 菅野了次

K2NiF4型H-導電体における陽イオンサイズと活性化エネルギー

K2NiF4 型 H 导体中的阳离子尺寸和活化能

• 发表时间: 2019
• 作者: 松井直喜;三科卓也;岩崎佑紀;鈴木耕太;平山雅章;日沼洋陽;米村雅雄;小林玄器;菅野了次
• 通讯作者: 菅野了次

The effect of cation size on hydride ion conduction in K2NiF4-type structure

K2NiF4型结构中阳离子尺寸对氢阴离子传导的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: N. Matsui;Y. Iwasaki;Y. Yonemura;K. Suzuki;J. Guangzhong;H. Nawaz;Y. Imai;M. Yonemura;M. Hirayama;G. Kobayashi and R. Kanno,
• 通讯作者: G. Kobayashi and R. Kanno,