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陽電子消滅法を用いたペロブスカイト型プロトン導電体のヘテロ界面の原子レベル分析

使用正电子湮灭法对钙钛矿质子导体异质界面进行原子水平分析

基本信息

批准号：
19017012
负责人：
荒木秀樹
金额：
$ 4.74万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

高性能燃料電池の実現には優れたプロトン伝導性固体電解質の開発が必要であり、ペロブスカイト型酸化物はその有力候補である。特に、ペロブスカイト型酸化物SrZrO_3はプロトン導電性が発見されており、注目を集めている。しかし、プロブスカイト型酸化物SrZrO_3の欠陥構造については、プロトン導電性に影響を与えるにもかかわらず、不明な点が多い。そこで、本研究では、SrとZrの組成比を様々に変えたSr_<1+x>Zr_<1-x>O_<3-δ>中に存在するカチオン空孔濃度について明らかにするために、陽電子寿命測定を行った。SrCO_3粉、ZrO_2粉、Y_2O_3粉を秤量し、部分安定化ジルコニア製の乳鉢内でエタノールを加えて混合した。乾燥させた後、1623K、10時間空気中でか焼した。その後、試料を再び乳鉢で混合し、265MPaの圧力を加えて直径17.2mmのディスクに圧粉した。ディスクは1923Kで50時間焼鈍を施し、焼結された。得られた焼結体のX線回折測定を行い、試料中に存在する結晶相の同定を行った。陽電子寿命測定は、線源に30μCiの^<22>Naを用いて、fast-fast timing coincidence systemにより室温で行った。得られた陽電子寿命スペクトルは、RESOLUTIONおよびPOSITRONFIT EXTENDEDを用いて解析した。本研究で作製したSr_<1+x>Zr_<1-x>O_<3-δ>試料のX線回折測定を行ったところ、いずれの試料においても、ペロブスカイト構造を持つ相がただ一つだけ観測された。化学量論組成よりSr-richなSr_<1+x>Zr_<1-x>O_<3-δ>試料を作製したところ陽電子平均寿命は190ピコ秒を超える長い値を示した。これに対して、Sr-poorなSr_<1+x>Zr_<1-x>O_<3-δ>試料の陽電子平均寿命は180ピコ秒に満たない短い値であった。この結果により、Sr-poor組成において、陽電子を捕獲するカチオン空孔濃度は少ないが、Sr-rich組成においては陽電子を捕獲するカチオン空孔濃度は高いことが明らかになった.

The development of conductive solid electrolyte is necessary for the realization of high performance fuel cells. The conductivity of SrZrO_3, a special acid compound, can be observed. The influence of the structure on the conductivity of SrZrO_3 is unknown. In this study, the composition ratio of Sr and Zr was determined.<1-x>SrCO_3 powder, ZrO_2 powder and Y_2O_3 powder are weighed and mixed in the mortar of partial stabilization. After drying, 1623 K, 10 hours in the air. After the test, the sample was mixed again in the mortar, and the pressure was increased to 265 MPa. The diameter was 17.2 mm and the pressure was increased. 1923 K for 50 minutes. The X-ray diffraction of sintered samples was determined and the crystal phase was determined in the sample. Positron lifetime measurement: 30 μ Ci of Na from radiation source, fast-fast timing coincidence system, room temperature<22>The electron lifetime of the anode is determined by the use of RESOLUTION and POSITRONFIT EXTENDED. In this study, X-ray backscattering measurements of Sr_<1 + x> Zr_O_<3-δ> samples were carried out.<1-x>The chemical composition of Sr-rich Sr_<1 + x> Zr_O_<3-δ> sample was studied. The average lifetime of positron was 190 seconds.<1-x>The average positron lifetime of Sr-poor Sr_<1 + x> Zr_O_<3-δ> samples is 180 seconds.<1-x>As a result, Sr-poor composition, positron capture, pore concentration, Sr-rich composition, positron capture, pore concentration, Sr-poor composition, positron capture, pore concentration, Sr-rich composition, positron capture, pore concentration, Sr-poor composition, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, Sr-poor composition, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, Sr-poor composition, positron capture, Sr-poor composition, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, Sr-poor composition, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, Sr-poor composition, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, Sr-poor composition, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, Sr-poor composition, positron capture, Sr-poor composition, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, positron capture, Sr-rich composition, positron capture, posit