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J-GLOBAL ID：201902244897406173   整理番号：19A1888548

固体NMR,熱重量分析及び第一原理計算により研究したNb-,Ta-及びY-ドープLi_2ZrO_3のイオン動力学及びCO_2吸収特性【JST・京大機械翻訳】

Ion Dynamics and CO₂ Absorption Properties of Nb-, Ta-, and Y-Doped Li₂ZrO₃ Studied by Solid-State NMR, Thermogravimetry, and First-Principles Calculations

著者 (8件)： Dunstan Matthew T. (Department of Chemistry, University of Cambridge, United Kingdom) ,  Laeverenz Schlogelhofer Hannah (Department of Chemistry, University of Cambridge, United Kingdom) ,  Griffin John M. (Department of Chemistry, Lancaster University, United Kingdom) ,  Dyer Matthew S. (Department of Chemistry, University of Liverpool, United Kingdom) ,  Gaultois Michael W. (Department of Chemistry, University of Cambridge, United Kingdom) ,  Lau Cindy Y. (Department of Engineering, University of Cambridge, United Kingdom) ,  Scott Stuart A. (Department of Engineering, University of Cambridge, United Kingdom) ,  Grey Clare P. (Department of Chemistry, University of Cambridge, United Kingdom)
資料名： Journal of Physical Chemistry C  (Journal of Physical Chemistry C)
巻： 121  号： 40  ページ： 21877-21886  発行年： 2017年 
JST資料番号： W1877A  ISSN： 1932-7447  CODEN： JPCCCK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 大規模な炭素捕捉と貯蔵(CCS)のために提案された多くの異なるプロセスの中で,高温CO_2ループは,達成できる低い理論的エネルギーペナルティのために,好ましい候補として出現した。多くの異なる材料が,このようなプロセスで使用するために提案されており,高速のCO2吸収反応速度論を必要とするプロセス,および容量の損失なしに多重サイクルのための材料をサイクルすることができる。リチウム三元酸化物材料,特にLi_2ZrO_3は有望な性能を示したが,CO_2との反応速度を改善するためには更なる改良が必要である。以前の研究では,類似材料におけるリチウムイオン伝導とCO_2吸収との関連速度を示し,本研究では,CO_2収着剤としてのLi_2ZrO_3の有効性に及ぼす原子価ドーピングの影響を調べることを目的とした研究を行った。X線粉末回折,理論計算,および固体核磁気共鳴の組合せを用いて,Li_2ZrO_3の構造,Liイオン運動,およびCO_2吸収特性に及ぼすNb,Ta,およびYドーピングの影響を研究した。これらの方法は,純粋な材料への理論的および実験的ドーピング限界を特性化することを可能にし,ドーピングにより形成された空孔は完全には無秩序ではなく,代わりにドーパント原子位置に相関し,溶解度範囲を制限することを示唆した。可変温度固体核磁気共鳴を用いたリチウム運動のキャラクタリゼーションにより,Yによる格子間ドーピングは構造中のLiイオンの移動を遅らせるが,NbまたはTaによる空孔ドーピングは名目上純粋なLi_2ZrO_3に対して観察されるように類似の活性化エネルギーをもたらすことを確認した。しかし,NbおよびTaドープ試料のCO_2吸収の著しい減少は,ドーピングがLi_2ZrO_3の炭酸化平衡の変化をもたらし,反応温度におけるCO_2吸収を不利にすることを示唆した。本研究は,構造的,速度論的及び動的因子の複雑な混合物がCCSに対するLiベース材料の性能に影響し,プロセスを最適化するためにこれらの異なる因子をバランスさせることの重要性を強調することを示した。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 原子価 ,  *ドーピング ,  高速度 ,  *ニオブ ,  NMR【磁気共鳴】 ,  *リチウム ,  空格子点 ,  反応速度 ,  捕獲 ,  ドーパント ,  *イオン ,  *タンタル ,  高温 ,  イオン伝導 ,  収着剤

分類 (2件)： 二次電池  (YB04030K) ,  固体中の拡散一般  (BL06021L)

タイトルに関連する用語 (8件)： 固体NMR ,  熱重量分析 ,  第一原理計算 ,  研究 ,  Nb ,  Ta ,  ドープ ,  イオン動力学