IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2023/08/04

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    村上美和 Miwa MURAKAMI
    准教授 Associate Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    金属資源プロセス研究センター 原子空間制御プロセス研究分野
    Center for Mineral Processing and Metallurgy, Atomic Site Control in Inorganic Materials
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    固体高分解能NMR
    固体イオン伝導/拡散
    無機構造化学
    蓄電池
    High-resolution NMR in solids
    Ionic conduction/diffusion in solids
    Inorganic structural chemistry
    Rechargeable batteries
研究テーマ
Research Subject
固体高分解能 NMRによるイオン伝導体の解析
Application of high-resolution solid-state NMR to ion-conduction materials

研究の背景 Background

持続可能な社会の実現に向け、効率的なエネルギー利用が希求されている。特に近年、全固体電池への期待が高く、様々な研究開発が行われている。全固体電池の開発要素の一つは充放電で電極間を電荷を持ったイオンが移動する際に経由する固体電解質があり、その構造研究には、長距離秩序構造の観測に適したX線などを用いた回折法と局所構造に敏感な固体NMR法の併用が有効であると期待されている。

To realize the sustainable society, energy use in high efficiency is pre-requisite. In that, all-solid battery attracts attention and considerable ingenuity has been brought to develop all-solid battery in these days. One of the research targets is a solid-ion conductor, in which a charged ion can be transported during the charge/discharge processes. For structural analysis of a solid-ion conductor, a complementary use of diffraction and solid-state NMR is desirable as the former, for example, X-ray diffraction, is suitable for analysis of long-range structure, while the latter is sensitive to local structure.

研究の目標 Outcome

固体電解質におけるイオン伝導やそれを可能にする欠陥などをも含めた局所構造解析に、固体高分解能NMRを適用すべく、NMR手法の開発と応用を行っている。また、緩和時間や線形などの従来のNMR測定から得られるイオンダイナミクスに関する情報と他手法、例えば、交流インピーダンス測定や磁場勾配を用いた拡散係数測定と相補的に用いることも目標である。

To examine local structure including defects, which allow ion conduction by solid-state NMR, I have been developing new NMR techniques and applied to various solid materials. Further, complementary use of information regarding ion dynamic obtained by conventional NMR experiments, such as, relaxation times and lineshape analysis, with those obtained by other spectroscopic means, such as, AC-impedance and diffusion measurements using field gradient is my target.

研究図Research Figure

Fig.1. NMR observable and corresponding timescale

Fig.2. Temperature dependence of T1

Fig.3. Temperature dependence of NMR line shape

文献 / Publications

村上美和、固体NMRによるイオン伝導体のダイナミクス解析 電気化学(2023)
M. Murakami et al, J. Phys. Chem. C 2022, 126, 20135−20142

研究者HP