2023 Fiscal Year Annual Research Report
固体電解質への新たな応用展開を生み出すゼオライトバルク体の構造設計と特性評価
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22K19089
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
松田 元秀 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (80222305)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 光弘 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (80332865)
橋新 剛 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (20336184)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Keywords | ゼオライト / 固体電解質 / 組織制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画の二年目となる昨年度は、初年度に検討対象としたゼオライト種を中心に緻密体の作製について検討し、また検討の中で緻密体作製に成功した一部のゼオライト種に関しては材用応用について更なる検討を加えた。また、配向化については引き続き検討を続け、検討対象をＡ型、X型およびL型に加え、フェリエライトやチャバサイトといった異なる構造からなるゼオライト種についても検討を行った。まず配向化に関しては、L型、フェリエライトおよびチャバサイトで配向化が観測され、フェリエライトで配向化試料を用いて導電率を調べたところ、結晶方位によって観測される導電率の値は大きく異なることがわかった。一方、緻密体作製ではＡ型やX型において試料の緻密化に成功し、Ａ型ゼオライトの緻密体を炭酸ガスセンサーの電解質として適用したところ、ガスセンシング特性が観測された。作製された緻密体試料の相対密度は95%程度と高い値で、電子顕微鏡による観察では個々の粒子の境界が判別し難いような材料組織が形成されていることが明らかになった。直流測定の結果から、観測された電気的特性ではイオン伝導性が支配的であることが示唆された。また検討を進めた結果、一度の熱処理で、ゼオライト緻密体を固体電解質とした炭酸ガスセンサーを作製することができた。ガスセンシング特性は、高速Na+イオン伝導性物質として知られるNASICONを固体電解質に用いたセンサーによる特性と同程度であった。このように、ゼオライトの緻密体試料は固体電解質として材料応用可能であることが明らかになった。
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