共同研究成果：プロトン伝導体、固体酸触媒など水酸化物系機能性材料の新規合成法を開発（A01本橋、A01陰山（協力者）、B01竹入（協力者））

Thermally stable proton-conducting oxy-hydroxides synthesized in concentrated water vapor

Kenji Arai, Yoko Kokubo, Yusuke Asai, Satoshi Ogawa, *Miwa Saito, Maria Kirsanova, Iaroslava Shakhova, Artem Abakumov, Fumitaka Takeiri, Hiroshi Kageyama, *Teruki Motohashi

本研究では、（酸）水酸化物の合成法「気相水酸化物化反応（英語では造語 “vapor hydroxidation” と命名）」を独自開発し、新規酸水酸化物 [Ba₂O_x(OH)_y]_0.55InO₂を発見しました。本合成法のポイントは、金属酸化物の前駆体を従来合成法と大きく異なる500℃以上、水蒸気80～100体積%で直接水酸化物化するところです。この水蒸気濃度は室温飽和水蒸気の30倍以上（つまり、湿度3000%）であり、高温高濃度水蒸気雰囲気でのみ安定に存在する新物質・新材料の発見を狙うことができます。今回見出した新規酸水酸化物はバリウム水酸化物層とインジウム酸化物層が積層したユニークな結晶構造をもっており、プロトン伝導体として特異な挙動を示すことが明らかになりました。今後も「気相水酸化物化反応」を活用して未踏探索空間における革新的なプロトン機能性材料の創製が期待できます。

J. Mater. Chem. A (2025) in press. (DOI: 10.1039/D5TA01492A)

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