(S1·11)ランタノイド置換ジルコン酸バリウムにおける会合エネルギーの決定：電気化学、熱重量測定および第一原理計算

摘要

ペロブスカイト型構造を有するジルコン酸バリウムにおいてジルコニウムの一部を３価のランタノイドで置換し水蒸気に曝露すると、プロトン伝導が発現する。これらプロトン伝導性金属酸化物は中温動作固体酸化物形燃料電池の電解質として注目されている。我々は最近、イットリウム置換ジルコン酸バリウム中のプロトン拡散係数がプロトンと置換イットリウムの会合エネルギーで規定されることを見いだした[1,2]。本研究では会合エネルギーを決定する結晶因子を検討するため、イットリウム以外のランタノイドにおける会合エネルギーを実験的に決定し、第一原理計算で求めたものと比較した。