高効率水素製造を実現するセラミック膜の最前線：高磁場固体NMRによるペロブスカイト型混合伝導材料を含めた酸化物系材料の構造解析

摘要

セラミックスや混合伝導材料等のほとんどは酸素骨格を有する構造を保持しているが，その詳細な構造は不明な場合が多い．その結果，例えば混合伝導体での高透過性能等の高機能化を狙った場合の構造と機能との関係が解明できておらず，設計指針がないのが実情である．特に酸素透過能と構造活性相関，透過前後での微細な構造変化·歪み等の解析が必須であるが，良いアプローチ方法がない．さらに透過メカニズムも，拡散なのか表面なのか等を検討する必要がある．すなわち，混合伝導材料での精密な酸素の3次元構造解析手法の開発が必須であり，活性を支配する局所的な化学構造情報を精密に得ることが重要である．そのため，従来のX線等の手法から得られる長周期構造ではなく，局所的な短周期構造を精密に捉えることの可能な手法の開発が必須である．このような手法としての課題を解決するには，固体NMR法（核磁気共鳴：Nuclear Magnetic Resonance）法が非常に有効ではないかと考え，本手法を用いた検討を実施した．そこで本稿では，固体NMR法の概要と酸化物系無機材料への応用とともに，混合伝導材料系への適用結果をまとめる．