2研究成果／次世代電池

R-17

2023

ランタン酸ハロゲン化物中のハロゲン化物イオン伝導機構

アピールポイント

新規ハロゲン化物イオン伝導体のイオン伝導機構の解析
【技術シーズ：網羅的点欠陥計算／移動エネルギー計算】

課題

・大きなイオン半径を持つハロゲン化物イオン伝導体に注目

・ランタン酸ハロゲン化物（LaOCl、LaOBr）は、熱や水に安定で、高い伝導度

・イオン伝導に関して、支配的な点欠陥種や原子レベルでのメカニズムは未解明

解決手段

・LaOClおよびLaOBr中の点欠陥形成エネルギーの第一原理計算

・ハロゲン化物イオン伝導の移動エネルギー算出により伝導機構を決定

・伝導機構の実験的検証

成果・新規性

・Laサイト置換M（M=Mg、Ca、Sr、Zn）とハロゲン空孔が支配的な点欠陥種であることを解明

・最近接ハロゲンサイト間の空孔機構により、Cl・Br共に0.5 eV程度の移動エネルギーで伝導

・実験方法：平面波基底PAW法（VASPコード）、Nudged Elastic Band法、中性子回折

期待される市場・応用

・ハロゲン化物イオンを活用した新奇固体電池

・塩素濃度センサーやハロゲン濃縮器

発表文献

K. Shitara, A. Kuwabara, K. Hibino, K. Fujii, M. Yashima, J.R. Hester, M. Umeda, N. Nunotani, N. Imanaka,Dalt. Trans. (2020) 151–156.

謝　辞：本研究は、JSPS科研費（JP16H06440）で実施されたものである。