森一広 复合原子力科学研究所准教授、福永俊晴 名誉教授 （产官学连携本部特任教授）、藤﨑布美佳 产官学连携本部特定助教、安部武志 工学研究科教授、岭重温 兵库県立大学准教授、高エネルギー加速器研究机构物质构造科学研究所、総合科学研究机构らの研究グループは、フッ化物イオン导电性固体电解质叠补0.6La0.4F2.4のイオン伝导メカニズムを原子レベルで解明しました。
革新型蓄电池（ポスト?リチウムイオン电池）の开発竞争をリードする上で、固体フッ化物シャトル电池で使用するフッ化物イオン导电性固体电解质は、今后の蓄电池开発において重要なキーマテリアルとなります。
蛍石型构造をもつフッ化バリウム（叠补贵2）は、电池性能において重要な高电圧下での利用が期待されますが、その反面、イオン伝导率が低い物质です。これにバリウム（叠补）の一部をランタン（尝补）で置换することでイオン伝导率が剧的に向上することが知られていましたが、本系のフッ化物イオン（贵–）の分布やその伝导メカニズムは不明のままでした。
本研究では、最新鋭の蓄电池研究用中性子回折装置を利用し、叠补0.6La0.4F2.4固体电解质の原子位置や核密度分布（散乱长密度分布）を精密に决定しました。その结果、フッ化物イオン伝导経路の可视化に成功し、準格子间拡散をベースとする拡散机构によって贵 – が伝导経路内を移动することを明らかにしました。
本系のイオン伝导メカニズムの解明によって、フッ化物イオン伝导体のイオンの流れに関する理解をより深めることができると考えられます。さらに、本研究成果が、革新型蓄电池の最有力候补の1つであるフッ化物シャトル电池の材料开発に大きく贡献することも期待されます。
本研究成果は、2020年3月13日に、国際学術誌「ACS Applied Energy Materials」のオンライン版に掲載されました。
図：本研究のイメージ図
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
Kazuhiro Mori, Atsushi Mineshige, Takashi Saito, Maiko Sugiura, Yoshihisa Ishikawa, Fumika Fujisaki, Kaoru Namba, Takashi Kamiyama, Toshiya Otomo, Takeshi Abe and Toshiharu Fukunaga (2020). Experimental Visualization of Interstitialcy Diffusion Pathways in Fast-Fluoride-Ion-Conducting Solid Electrolyte Ba0.6La0.4F2.4. ACS Applied Energy Materials, 3(3), 2873-2880.
