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2010 Fiscal Year Final Research Report

Synthesis of supersaturated type proton conducting oxides

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 19206081
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Metal making engineering
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

FUKATSU Norihiko  Nagoya Institute of Technology, 大学院・工学研究科, 教授 (80029355)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KURITA NORIAKI  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20292401)
Project Period (FY) 2007 – 2010
Keywords固体イオニクス / プロトン伝導 / 水素センサ / 水素透過 / アルミナ / 欠陥構造型プロトン導電体 / H / D同位体効果
Research Abstract

An enhancement of the conductivity of the defect-type proton conducting oxide by the super saturation of acceptor dopant can be expected because the proton is incorporated in order to compensate the lack of positive charge induced by the acceptor doping. In the present research, the following three methods of super saturation of dopant were examined to the alpha alumina-base oxide system : (1) freezing of the high-temperature equilibrium state with the second phase containing the acceptor element, (2) forced reduction of trivalent transition element deeply doped into the bulk, and (3) low-temperature sintering of amorphous alumina powder containing a large amount of dopant synthesized at low temperature reaction. In the first method, it was confirmed that the material with the higher proton conductivity could be obtained and that the effect was accelerated by controlling the atmosphere at the equilibration state. In the second method, it was found that the selection of the dopant element is critical to realize the increase of the proton conductivity. The third method was ascertained effective if the proper method of sintering was employed.

  • Research Products

    (48 results)

All 2011 2010 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results) Presentation (33 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] LiTaO3中への水素溶解2011

    • Author(s)
      石橋啓祐、奥山勇治、栗田典明、武津典彦
    • Journal Title

      日本金属学会誌 75巻

      Pages: 229-234

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The electromotive force of a hydrogen and/or oxygen concentration cell using 10mol% In-doped CaZrO3 as the solid electrolyte2011

    • Author(s)
      N.Kurita, K.Ootake N. Fukatsu
    • Journal Title

      J.Electrochem Soc. Vol.158

      Pages: 8667-13674

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Proton conduction in Al-doped CaZrO32011

    • Author(s)
      J.Bao, H.Ohno, N.Kurita, Y.Okuyama, N.Fukatsu
    • Journal Title

      Electrochimica Acia Vol.56

      Pages: 1062-1068

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurements of electronic conductivities of In-doped CaZrO3 by a DC polarization technique2010

    • Author(s)
      N.Kurita, Y.P.Xiong, V.Imai, N.Fukatsu
    • Journal Title

      Ionics Vol.16

      Pages: 787-795

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] αアルミナを用いた電池型センサーによる溶融Cu-Ni合金中の水素濃度測定2010

    • Author(s)
      奥山勇治、栗田典明、武津典彦
    • Journal Title

      銅と銅合金 49巻

      Pages: 292-296

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrical conductivity of calcium-doped α -alumina2010

    • Author(s)
      Y.Okuyama, N.Kurita, N.Fukatsu
    • Journal Title

      Solid State Ionics Vol.181

      Pages: 142-147

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New type of hydrogen sensor for molten metals usable up to 1600K2009

    • Author(s)
      Yuji Okuyama, N.Kurita, A.Yamada, H.Takami, T.Ohshima, K.Katahira, N.Fukatsu
    • Journal Title

      Electrochimica Acta Vol.55

      Pages: 470-474

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] α-アルミナ単結晶のプロトン伝導性2009

    • Author(s)
      奥山勇治、栗田典明、武津典彦
    • Journal Title

      資源と素材 125巻

      Pages: 389-394

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Incorporation of hydrogen in barium-doped α-alumina2009

    • Author(s)
      Y.Okuyama, N.Kurita N.Fukatsu
    • Journal Title

      Solid State Ionics Vol.180

      Pages: 175-182

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diffusion of proton in alumina-rich nonstoichiometric magnesium aluminate spinet2009

    • Author(s)
      Y.Okuyama, N.Kurita, N.Fukatsu
    • Journal Title

      Ionics Vol.15

      Pages: 43-48

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electromotive Force of Gas Concentration Coll Using Alumina-Rich Nonstoichiometric Magnesium Aluminate Spinet as the Solid Electrolyte2008

    • Author(s)
      Y.Okuyama, N.Kurita, N.Fukatsu
    • Journal Title

      Materials Transactions Vol.49

      Pages: 187-192

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Proton conduction in α -Alumina and its Application to Hydrogen Sensor forMolton Metals2007

    • Author(s)
      N.Fukatsu
    • Journal Title

      Ionics Vol.13

      Pages: 183-194

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Determination of the maximum solubility of hydrogen in <alpha>-alumina by DC polarization method

    • Author(s)
      Y.Okuyama, N.Kurita, D.Sato, H.Douhara, N.Fukatsu
    • Journal Title

      Solid State Ionics in press

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 水素イオン(プロトン)導電性固体電解質の開発とその金属工学への応用2011

    • Author(s)
      武津典彦
    • Organizer
      学術振興会第69委員会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス
    • Year and Date
      2011-02-02
  • [Presentation] Determination of the amount of proton in proton conducting alumina by DC polarization method2010

    • Author(s)
      奥山勇治
    • Organizer
      Solid State Proton Conductor 15
    • Place of Presentation
      Santa Barbara, CA, USA.
    • Year and Date
      20100815-20100819
  • [Presentation] Annealing effect on the electrical conductivity of Mg doped Al_2O_3.2010

    • Author(s)
      奥山勇治
    • Organizer
      Fourth International conference on the science and technology for advanced ceramics
    • Place of Presentation
      Yokohama、 Japan
    • Year and Date
      20100621-20100623
  • [Presentation] プロトン導電性酸化物の物性とその金属工学への応用2010

    • Author(s)
      武津典彦
    • Organizer
      第36回固体イオニクス討論会
    • Place of Presentation
      仙台市情報・産業プラザ
    • Year and Date
      2010-11-25
  • [Presentation] 日本金属学会第147回秋期大会講演2010

    • Author(s)
      武津典彦
    • Organizer
      日本金属学会第147回秋期大会講演
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2010-09-27
  • [Presentation] 固体電解質を用いた水蒸気分析装置による材料中の酸素および水素溶解量の同時測定2010

    • Author(s)
      池田勇樹
    • Organizer
      日本金属学会第147回秋期大会講演
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2010-09-27
  • [Presentation] LiTaO3中への水素の溶解2010

    • Author(s)
      石橋啓祐
    • Organizer
      日本金属学会第147回秋期大会講演
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2010-09-27
  • [Presentation] Al/Mg/YをドーブしたCaZrO3の電気化学的特性2010

    • Author(s)
      包金小
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2010-03-29
  • [Presentation] αアルミナを利用した溶融金属川水素センサー2009

    • Author(s)
      奥山勇治
    • Organizer
      第35回固体イオニクス討論会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場
    • Year and Date
      2009-12-07
  • [Presentation] YをドープしたSrZrO3の電気化学特性2009

    • Author(s)
      柴垣直幸
    • Organizer
      第35回固体イオニクス討論会
    • Place of Presentation
      人阪国際会議場
    • Year and Date
      2009-12-07
  • [Presentation] αアルミナを川いた溶融Cu-Ni合金中の水素活量測定2009

    • Author(s)
      奥山勇治
    • Organizer
      銅及び銅合金技術研究会講演大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2009-11-12
  • [Presentation] H^-/D^+同位体置換による峻化物プロトン伝導体の電気伝導度緩和現象2009

    • Author(s)
      奥山勇治
    • Organizer
      中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2009-11-08
  • [Presentation] 固体電解質を用いた電気化学的ポンピングによるH_2-H_2O系混合気体雰囲気の制御2009

    • Author(s)
      浅野止己
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] CoをドープしたAl2O3のプロトン伝導特性2009

    • Author(s)
      浅井純也
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] YをドープしたSrZrO3の電気伝導特性2009

    • Author(s)
      柴垣直幸
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] YをドープしたCaZrO3の電気伝導特性2009

    • Author(s)
      包金小
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] 炭素系脱酸剤被覆による大気中金属溶解プロセスの解析2009

    • Author(s)
      岩田昌樹
    • Organizer
      資源・素材学会秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2009-09-08
  • [Presentation] 電気伝導度のH/D同位体緩和現象を用いたベロブスカイト型酸化物中のプロトン移動度の決定2008

    • Author(s)
      牛田真一
    • Organizer
      第34回固体イオニクス討論会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2008-12-04
  • [Presentation] 固体電解質を川いた電気化学ポンピングによる水蒸気分圧制御2008

    • Author(s)
      栗田典明
    • Organizer
      第34回固体イオニクス討論会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2008-12-04
  • [Presentation] αアルミナの分極時における水素ポテンシャルブロファイル2008

    • Author(s)
      奥山勇治
    • Organizer
      第34回固体イオニクス討論会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] アルファ・アルミナを電解質として用いた電池型溶融銅用水素センサーの開発2008

    • Author(s)
      山田輝
    • Organizer
      資源・素材学会秋季大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2008-10-09
  • [Presentation] Niをドープしたα-アルミナ中のプロトンの移動度2008

    • Author(s)
      奥山勇治
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-25
  • [Presentation] 固体電解質を川いた電気化学ポンピングによる水蒸気分圧制御2008

    • Author(s)
      栗田典明
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-25
  • [Presentation] InをドーブしたCaZrO3上に作製した多孔質Pt電極の電極反応機構2008

    • Author(s)
      岩佐光洋
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-25
  • [Presentation] Electrical conductivity of calcium-doped α-alumina2008

    • Author(s)
      奥山勇治
    • Organizer
      The 14^<th> international conference on solid state protonic conductors
    • Place of Presentation
      Kyoto, japan
    • Year and Date
      2008-09-10
  • [Presentation] Inを2mol%ドープしたCaZrO3中の可動水素濃度の決定2008

    • Author(s)
      生田真一
    • Organizer
      電気化学会第75回大会
    • Place of Presentation
      山梨大学
    • Year and Date
      2008-03-31
  • [Presentation] Diffusion of proton in alumma-rich nonstoichiometric magnesium aluminate spinet2007

    • Author(s)
      奥山勇治
    • Organizer
      11^<th> Euro Conference on Science and Technology of Ionics
    • Place of Presentation
      Batz-sur-Mer, Furance
    • Year and Date
      20070909-20070915
  • [Presentation] 市販αアルミナ多結晶体における電気伝導度の劣化2007

    • Author(s)
      奥山勇治
    • 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
    • Year and Date
      2007-12-07
  • [Presentation] α-アルミナ系プロトン導電性固体電解質2007

    • Author(s)
      武津典彦
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2007-09-27
  • [Presentation] 空気を基準ガスとして用いた濃淡電池型溶融銅用水素センサーの開発2007

    • Author(s)
      奥山勇治
    • Organizer
      資源・素材学会秋季人会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2007-09-25
  • [Presentation] Al、MgをドープしたCaZrO3の電気伝導特性2007

    • Author(s)
      栗田典明
    • Organizer
      資源・素材学会秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2007-09-25
  • [Presentation] 鉄の水素透過に及ぼす表而酸化膜生成の影響2007

    • Author(s)
      鹿島智克
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2007-09-21
  • [Presentation] 市販アルミナ焼結体のプロトン伝導特性とその熱履歴2007

    • Author(s)
      片山恵一
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2007-09-20
  • [Book] Cu2007-Vol.VII, ProcessControle, Optimization and Six Sigma(Metallurgy and Petroleum)2007

    • Author(s)
      N.Fukatsu
    • Total Pages
      177-187
    • Publisher
      Canadian Insuitute of Mining
  • [Book] ナノイオニクス-最新技術とその展望-2007

    • Author(s)
      栗田典明
    • Total Pages
      227-288
    • Publisher
      シーエムシー出版

URL: 

Published: 2012-01-26   Modified: 2016-04-21  

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