In recent years, solid oxide fuel cells have attracted attention as a highly efficient and clean energy source. At present, the solid electrolyte is attracting attention as a proton-conducting oxide which operates at a higher efficiency and a lower temperature than a conventional oxide-ion conducting type. In this study, based on the analogy with the behavior of protons in polar liquids, we analyze the microscopic behaviors of protons in proton-conducting ceramics by IR/THz spectroscopy, which is a novel approach to the protonic ceramics.We discuss the activation energy of proton hopping, obtained from the temperature dependence of THz conduction, and the infrared absorption characteristics of BaZrO3 doped with In and Y.
近年、高効率かつクリーンなエネルギー源として固体酸化物燃料電池が注目されている。現在その固体電解質は、従来の酸化物イオン電導型のものより高効率かつ低温で動作するプロトン伝導性酸化物に注目が移りつつある。本研究は、有極性液体中のプロトンの挙動とのアナロジーから、プロトン伝導体ついて新しいアプローチとなるIR/THz分光を行うことでプロトン伝導体中のプロトンのミクロな挙動を解明するものである。今回は、In及びYをドープしたBaZrO3の、THz伝導の温度依存性から得られたプロトンホッピングの活性化エネルギーと中赤外吸収特性について議論する。