希土類添加セリア複合体における残留ひずみと電気化学的特性

摘要

固体酸化物型燃料電池，全固体型リチウムイオン二次電池などの主要材料である固体イオニクス材料にお いて，異相界面を介して導入されるひずみが，結晶構造，欠陥構造に影響を与え，材料の電気化学的特性に 影響を与える現象（ひずみ効果）が実験的に明らかにされつつある。ひずみ効果としては結晶構造の変形に よるイオンの拡散係数の変化，ひずみエネルギーの蓄積による系全体の電気化学ポテンシャル変化や，ひず みエネルギーによる化学両論的な平衡状態の変化などが報告されているが，中でも酸素イオン導電体である イットリア安定化ジルコニアにおいて，引張方向のひずみが存在する状況下において数桁に及ぶ導電率の上 昇が報告されるなど，固体イオニクスデバイスの性能向上の新たな手法として大きな注目を集めている。