構造類似性に基づくヒドリドイオン導電体の創製

基于结构相似性的氢负离子导体的创建

基本信息

批准号：
22K14472
负责人：
松井直喜
金额：
$ 3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14472/
关键词：
ヒドリドイオン導電体

项目摘要

本研究では、優れたイオン導電性を示す新たなヒドリドイオン導電体の開発に向けて、構造類似性に基づく材料探索に取り組んだ。他のアニオン導電体で知られる骨格構造に着目し、同様骨格に基づく水素化物の合成を行い、高いヒドリドイオン導電性を示す材料を確認することが出来た。さらに、構造中の空隙をアニオンが無秩序分布可能な高対称構造の指針のもと、多成分系化合物における新物質の存在を明らかにした。今後構造-物性の相関を明らかにする。これまで、多様な結晶構造群の内、アニオン導電性を示す骨格構造はペロブスカイト型や蛍石型など特定の骨格が主な興味の対象とされてきた。本研究ではこのような既知骨格に基づく第一原理計算を援用した物性スクリーニングと、新たな構造群への展開を指向した構造マップの作製に取り組んだ。第一原理Nudged Elastic Band法により、ヒドリドイオンの拡散障壁の低い有望な構造・組成を同定することが出来た。ヒドリドイオン導電に適した骨格構造を系統的に調べる目的で、既知構造群の配位環境に基づく非類似度の定義と、非類似度に基づく構造マップ作製に取り組んだ。多次元の非類似度を二次元空間中に次元削減した結果、同一構造のクラスター形成および類似構造クラスター同士が近接した分布であることが確かめられた。構造の非類似度の次元削減空間が構造を分類する上で有用な特徴量空間であることが示された。この構造マップを用いた高いヒドリドイオン導電性骨格の提案に今後取り組む。

在这项研究中，我们基于结构相似性进行了材料搜索，以开发出具有出色离子电导率的新氢化物离子导体。针对其他阴离子导体已知的骨骼结构，基于骨骼类似地合成了氢化物，并证实了表现出高氢化离子电导率的材料。此外，根据高度对称结构的指南，阐明了多组分化合物中新物质的存在，在该指南中，可以在结构中的空隙中以无序的方式分布阴离子。将来将阐明结构和物理特性之间的相关性。到目前为止，在各种晶体结构基团中，表现出阴离子电导率的特定骨骼结构一直是特定骨骼结构（例如钙钛矿和氟）的主要兴趣。这项研究使用基于已知骨架的第一原理计算进行了物理性质筛选，并创建了旨在发展为新结构的结构图。第一个原理弹性弹性带方法已经能够鉴定出有希望的结构和组成，其氢化物离子的扩散屏障较低。为了系统地研究适合氢化离子传导的骨干结构，我们努力根据已知结构的协调环境定义差异，并基于相似性创建结构图。由于降低了二维空间中多维差异的程度，因此可以证实，相同结构的群集形成和相似结构的簇的间隔紧密。已经表明，结构差异的尺寸还原空间是对结构进行分类的有用特征空间。现在，我们将使用此结构图研究高度氢化离子导电骨架的建议。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Hydride-Ion Conduction in Perovskite Hydride SrLiH3

钙钛矿氢化物 SrLiH3 中的氢阴离子传导

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takashi Hirose;Takuya Mishina;Naoki Matsui;Kota Suzuki;Takashi Saito;Takashi Kamiyama;Masaaki Hirayama;Ryoji Kanno
通讯作者：
Ryoji Kanno

Hydride-ion conductivity and conduction mechanism of Ba2MgH6

Ba2MgH6的氢负离子电导率及传导机制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nur Ika Puji Ayu;Naoki Matsui;Yoshitake Toda;Takeya Mezaki;Guangzhong Jiang;Kota Suzuki;Masaaki Hirayama;Ryoji Kanno
通讯作者：
Ryoji Kanno

ペロブスカイト型ヒドリドイオン導電体SrLiH3のイオン導電特性

钙钛矿氢阴离子导体SrLiH3的离子导电性能