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ギガパスカル超高圧による酸化物ナノ粒子界面のイオン伝導制御

Research Project

Project/Area Number 19017002
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

高村 仁  Tohoku University, 大学院・工学研究科, 准教授 (30250715)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Keywords酸化物ナノ粒子 / イオン伝導 / 超高圧 / 界面 / 緻密化
Research Abstract

本研究では, ギガパスカルの超高圧を利用して, シングルナノ粒径かつ相対密度90%以上の酸化物ナノ粒子緻密体を作製し, 超高圧印加により酸化物ナノ粒子界面のイオン伝導性に関する知見を得ることを目的としている。これまでの研究から, セリアナノ粒子の高圧下におけるイオン伝導性はプロトン伝導の可能性が示唆された。そこで, 今年度は, 水蒸気吸着特性と電気伝導度の関係について検討を行った。
試料作製は昨年度と同様である。水蒸気吸着等温線は25〜40℃の範囲で測定され, 電気伝導度測定は, 常圧で室温から200℃, 加湿雰囲気下(pH_2O=1.23〜8.65kPa)において複素インピーダンス法により行われた
測定雰囲気を加湿, 無加湿と切り換えて重量変化を測定したところ, HMTA試料では1.8%程度の水蒸気が繰り返し吸脱着した。ほぼ同程度の一次粒径を有するUV試料では, 水蒸気吸着量がHMTA試料の1/10以下であった。セリアナノ粒子の水蒸気吸着等温線において, 各々の吸着量は相対圧0.4近傍において27.6及び4.2cc[STP]/gであった。セリアナノ粒子の加湿雰囲気下電気伝導度は, HMTA, UV試料ともに温度の増加に伴い電気伝導度は減少した。Nyquistプロットの形態と電気伝導度の水蒸気分圧依存性から, 室温近傍での電気伝導はプロトン伝導, 高温側は電子伝導であると推察された。得られたプロトン伝導度は60℃, 水蒸気分圧8.65kPaにおいて1.3×10^<-6>S/cmであった。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Preparation of Ultrafine Fe-Pt Alloy and Au Nanoparticle Colloids by KrF Excimer Laser Solution Photolysis2009

    • Author(s)
      M. Watanabe, H. Takamura, H. Sugai
    • Journal Title

      Nanoscale Res. Left (採録決定)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of Integrated Oxygen Permeable Membranes with a Porous Laver by Partial Reduction Process2009

    • Author(s)
      H. Takahashi, H. Takamura
    • Journal Title

      Mater. Trans 50

      Pages: 506-508

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrical conductivity of ceria nanoparticles under high pressure2009

    • Author(s)
      H. Takamura, J. Kobayashi, N. Takahashi, M. Okada
    • Journal Title

      Journal of Electroceramics 22

      Pages: 24-32

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酸化物ナノ粒子界面におけるイオン伝導現象2009

    • Author(s)
      日本金属学会2009年春期講演大会
    • Organizer
      高村仁
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-03-28
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] セリアナノ粒子の水蒸気吸着性と電気伝導特性2008

    • Author(s)
      高村仁, 高橋直己
    • Organizer
      第34回固体イオニクス討論会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-12-03
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] セリアナノ粒子の低温領域における電気伝導特性2008

    • Author(s)
      高橋直己, 高村仁
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期講演大会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2008-09-25
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 紫外レーザー光照射によるセリアナノ粒子合成とLangmuir-Blodgett累積2008

    • Author(s)
      田村一輝, 渡邉雅人, 高村仁
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期講演大会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2008-09-24
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Electrical Conductivity of Nanocrystalline Ceria under Humidified Atmosphere2008

    • Author(s)
      H. Takamura, N. Takahashi
    • Organizer
      The 14^<th> International Confbrence on Solid State Protonic Conductors (SSPC-14)
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2008-09-11
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Dehydration Behavior and Electrical Conductivity of Ceria Nanoparticles Prepared by Wet Processing2008

    • Author(s)
      N. Takahashi, M. Watanabe, M. Okada, H. Takamura
    • Organizer
      213^<th> Electrochemical Society Meeting (ECS)
    • Place of Presentation
      Arizona, USA
    • Year and Date
      2008-05-20
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 紫外レーザー照射によるセリアナノ粒子の作製と高圧下電気伝導特性2007

    • Author(s)
      高村仁、高橋直己、渡辺雅人、岡田益男
    • Organizer
      第33回固体イオニクス討論会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋)
    • Year and Date
      2007-12-08
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 超高圧下におけるセリアナノ粒子の電気伝導性2007

    • Author(s)
      高村仁、高橋直己、岡田益男
    • Organizer
      2007年電気化学会秋季大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      2007-09-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Electrical Conductivity of Ceria Nanoparticles under High Pressure2007

    • Author(s)
      H. Takamura, J. Kobayashi, N. Takahashi, M. Okada
    • Organizer
      International Conference on Electroceramics
    • Place of Presentation
      Arusha, Tanzania
    • Year and Date
      2007-08-01
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://ceram.material.tohoku.ac.jp/takamuraken/node/6

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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