Development of Proton-Conducting Materials and Experimental Study on Mechanism of Proton Transport
| Project/Area Number |
17350068
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Functional materials chemistry
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
SANO Mitsuru Nagoya University, 大学院・環境学研究科, 教授 (90144097)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日比野 高士 名古屋大学, 大学院・環境学研究科, 教授 (10238321)
長尾 征洋 名古屋大学, 大学院・環境学研究科, 助教 (40432223)
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| Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) |
HIBINO Takashi 名古屋大学, 大学院・環境学研究科, 教授 (10238321)
NAGAO Masahiro 名古屋大学, 大学院・環境学研究科, 助教 (40432223)
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| Project Period (FY) |
2005 – 2008
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2008)
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| Budget Amount *help |
¥16,440,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2008: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2007: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2006: ¥4,300,000 (Direct Cost: ¥4,300,000)
Fiscal Year 2005: ¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000)
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| Keywords | 電気化学 / 膜・集合体 / 表面・界面 / センサー / 機能触媒 / 含水プロトン導電体 / プロトン導電機構 / 固体酸性 / コンポジット膜 / 電極反応 / 電気化学デバイス / プロトン導電体 / 導電機構 / 中温作動 / 無加湿作動 / コンポジット薄膜化 / 燃料電池 / ガスセンサ / 水蒸気電解 / 薄膜化 / コンポジット / 電極触媒 |
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| Research Abstract |
本研究ではSnP_2O_7に着目し、そのプロトン導電性に対する低原子価カチオンのドーピング効果を研究した。SnP_2O_7は通常のリン酸塩化合物と違って、二量体構造のP_2O_7^(4-)イオンから構成されており、しかもSn^(4+)イオンとP_2O_7^(4-)イオンがNaCl型構造を示すため、二量体イオンが単位格子中に密な状態で存在している。これによって、プロトンサイト密度が高くなり、またプロトンがサイト間をホッピングする経路が多くなる。さらに、In^(3+)、Al^(3+)、またはMg^(2+)のような低原子価カチオンをドープすることで、電荷補償としてプロトンが固体内に導入され、導電率が一桁以上増加する。また、ドーパントの塩基性度によって固体表面の酸性度も制御可能である。従来のプロトン導電体では、使用可能な温度領域がNafionに代表される100℃以下の低温領域と、BaCeO_3系ペロブスカイト型酸化物に代表される400℃以上の高温領域に限られていた。本研究の成果によって、これまで空白であった100-400℃での使用が可能となり、プロトン導電体の適用範囲を大いに拡張できるものと期待される。
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Report
(5 results)
Research Products
(42 results)
