松本、人工超格子での酸素イオン拡散制御に成功

京大、固体燃料電池などの実現に向け人工超格子での酸素イオン拡散を制御

京都大学 化学研究所の松本和也 大学院生(理学研究科博士課程)、市川能也 特定助教、島
川祐一 教授らの研究グループは、酸化物人工超格子において、300℃以下の低温での還元
・酸化反応が層選択的に起こることを見出し、人工超格子を用いることで酸素イオンの拡散(移
動)方向の制御が可能であることを実証した。同成果は、英国Natureグループが提供する専門
領域の科学を横断するオンラインジャーナル「Scientific Reports」に公開された。

近年、環境・エネルギー問題の解決に向けた新たなエネルギー源として燃料電池が注目を集
めている。燃料電池は水素と酸素の化学反応からエネルギーを取り出せることから、クリーン
な次世代燃料として自動車などへの適用を目指した研究が各所で進められている。しかし、鍵
となる固体電解質における酸素イオンの稼働は、通常700℃以上の高温でしか起きないため、
幅広い分野での実用化のためには、より低温でイオンが移動する材料を開発する必要があっ
た。

今回、薄膜成長技術であるパルスレーザー蒸着法を用いて、固体酸化物燃料電池の電解質と
して広く研究開発され、高温(700〜900℃)で酸素イオンの移動を示す酸素欠損ペロブスカイト構
造酸化物であるCaFeO2.5とチタン酸ストロンチウムSrTiO3を原子層レベルで制御して交互に積
層し、人工超格子としたものを用いて実験を行った。

同酸化物人工超格子をアルカリハイドライド(CaH2)とともに熱処理すると、280℃の低温におい
て還元反応が進行した。また、この時、人工超格子を構成するCaFeO2.5層のみが還元されて
酸素イオンを放出しCaFeO2に変化するが、SrTiO3層は還元されずに変化しないことが明らか
となった。

さらに、還元されて酸素が抜けた人工超格子薄膜を酸素雰囲気下で熱処理すると、CaFeO2層
に酸素が取り込まれ、元のCaFeO2.5からなる人工超格子に戻ることも確認された。
(略)
http://journal.mycom.co.jp/news/2011/07/04/070/

立てすぎ

松本無双

松本速報

知ってた

よく見つけてくるな
尊敬するわ

今日は松本の日か