本質的な酸素欠損層を持つ新型イオン伝導体の探索と構造物性

寻找具有必要的缺氧层和结构特性的新型离子导体

• 批准号: 22KJ1285
• 负责人: 作田 祐一
• 金额: $ 1.41万
• 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: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1285/
• 关键词: イオン伝導体; 六方ペロブスカイト関連酸化物; 結晶構造解析; 第一原理分子動力学法; 酸化物; リートベルト法; 酸化物イオン伝導体; 中性子; 本質的な酸素欠損層

酸化物イオン伝導体やプロトン伝導体は燃料電池等に応用可能なセラミック材料である。燃料電池の電解質として実用化するには高いイオン伝導度を示す材料の発見が重要であるが、高いイオン伝導度を示す要因を考察することでより高いイオン伝導度を示す材料の探索の指針にもつながる。そのため、結晶構造を明らかにし、酸化物イオンやプロトンの移動のメカニズムを考察することもまた重要である。本研究では本質的な酸素欠損層を持つ六方ペロブスカイト関連酸化物であるBa7Nb4MoO20系材料に注目して研究を行った。Ba7Nb4MoO20のNbの一部をMoやWで元素置換した組成は高い酸化物イオン伝導度を示すだけではなく、高温でも高い安定性を示し酸化物イオン伝導が支配的であるため、実用化も期待される。これまで、高温で測定した中性子回折データの解析で得られた平均構造によってBa7Nb4MoO20系材料では準格子間機構で酸化物イオンが伝導すると考えられてきた。しかし、Ba7Nb4MoO20系材料の局所的，動的構造との関係は分かっていなかった。そこで、第一原理分子動力学法によって時間経過とともに酸化物イオンがどのように動いていくのかを調べ、移動するメカニズムを考察した。また、Ba7Nb4MoO20系材料は高い酸化物イオン伝導度に加えて高いプロトン伝導度も示す。酸化物イオンの移動のメカニズムと同様に第一原理分子動力学法によってプロトンの移動のメカニズムを考察した。さらに、プロトンの位置を決定するために，重水D2O気流中で熱処理することにより、水和したBa7Nb4MoO20系材料を作製し、低温における中性子回折データを用いて結晶構造解析を行った。

The acidizing material may be used in the fuel cell of the acidified material. The fuel cell is used to determine the temperature of the material. The temperature of the material is very important. The temperature of the fuel cell is very high. By means of scanning electron microscopy, scanning electron microscopy, scanning electron microscope, X-ray diffraction, and so on. In this study, the content of acid in this study is not good enough to support the study of hexagonal acid compounds, acidified materials and Ba7Nb4MoO20 materials. The high temperature temperature, high temperature, high temperature stability, high temperature Nb, high temperature, high temperature, high temperature and high temperature. The temperature and temperature measurements show that the neutrons are refolded and analyzed. The average temperature of the Ba7Nb4MoO20 series of materials is determined. The information system and Ba7Nb4MoO20 are created by the materials bureau. The first-principle molecular dynamics method has been used to determine whether the acid compound has been used during the test time, and that it has been activated. The materials of Ba7Nb4MoO20 series are highly acidified, the temperature is high, and the temperature is high. The acidified compound was used in the study of the first principle of molecular dynamics in the same way as the first principle of molecular dynamics. In heavy water D2O flow, water and Ba7Nb4MoO20 series materials are used as raw materials, and the neutrons are folded back in the low temperature range. The analytical circuit is made by means of the results of the analysis.

项目成果

Imperial College London(英国)

伦敦帝国理工学院（英国）

Different Local Structures of Mo and Nb Polyhedra in the Oxide-Ion-Conducting Hexagonal Perovskite-Related Oxide Ba3MoNbO8.5 Revealed by 95Mo and 93Nb NMR Measurements

95Mo 和 93Nb NMR 测量揭示了氧化物离子传导六方钙钛矿相关氧化物 Ba3MoNbO8.5 中 Mo 和 Nb 多面体的不同局域结构

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.2c03429
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry C
• 作者: Tansho Masataka;Goto Atsushi;Ohki Shinobu;Mogami Yuuki;Sakuda Yuichi;Yasui Yuta;Murakami Taito;Fujii Kotaro;Iijima Takahiro;Yashima Masatomo
• 通讯作者: Yashima Masatomo

Oxide-Ion Occupational Disorder, Diffusion Path, and Conductivity in Hexagonal Perovskite Derivatives Ba3WNbO8.5 and Ba3MoNbO8.5

六方钙钛矿衍生物 Ba3WNbO8.5 和 Ba3MoNbO8.5 中的氧离子职业障碍、扩散路径和电导率

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c09416
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry C
• 作者: Yasui Yuta;Tsujiguchi Takafumi;Sakuda Yuichi;Hester James R.;Yashima Masatomo
• 通讯作者: Yashima Masatomo

Preface

前言

• DOI: 10.2174/138920292401230610190952
• 发表时间: 2023-06-23
• 期刊: Current Genomics
• 影响因子: 2.6

Ba7Nb4MoO20系六方ペロブスカイト関連酸化物の酸化物イオン伝導度向上とメカニズム

Ba7Nb4MoO20基六方钙钛矿相关氧化物的氧离子电导率改善及机理

• 发表时间: 2022
• 作者: Kei Saito;Kotaro Fujii;Masatomo Yashima;矢口寛，藤井孝太郎，八島正知，土屋佳則，荻野拓，辻本吉廣;安井雄太，辻口峰史，作田祐一，八島正知，Hester James;作田祐一，藤井孝太郎，村上泰斗，八島正知，萩原雅人， Hester James R，Avdeev Maxim
• 通讯作者: 作田祐一，藤井孝太郎，村上泰斗，八島正知，萩原雅人， Hester James R，Avdeev Maxim