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3価のアルミニウムイオンを伝導種とする新規な実用型固体電解質の開発とその応用

Research Project

Project/Area Number 04J08117
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic industrial materials
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

長谷川 泰則  大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsアルミニウムイオン伝導体 / 環境汚染ガスセンサ / 酸化ホウ素
Research Abstract

本研究では、様々な電気化学デバイス材料として実用可能なアルミニウムイオン伝導性固体電解質を開発し、地球環境に多大な悪影響を及ぼしている種々の環境汚染ガス(CO_2やSO_2など)を検出できるガスセンサへの実用化を目指した。
申請者がこれまでに開発した、実用レベルの高いイオン導電率ならびに高い化学的安定性を有するAl^<3+>イオン伝導性固体電解質(Al_<0.2>Zr_<0.8>)_<20/19>Nb(PO_4)_3に焼結助剤として酸化ホウ素(B_2O_3)を添加することにより、電気化学デバイス材料として実用上十分な優れた緻密性ならびに機械的強度を付与したAl^<3+>イオン伝導性固体電解質の開発に成功した。さらに申請者は、このAl^<3+>イオン伝導性固体電解質(Al_<0.2>Zr_<0.8>)_<20/19>Nb(PO_4)_3(B_2O_3添加)をセンサ材料として用いたCO_2ガスセンサやSO_2ガスセンサを開発し、それらのガス検出特性を調べた。その結果、いずれのガスセンサにおいても被検ガス濃度を可逆的かつ連続的に測定でき、更にセンサ応答は理論的であったことから、その場計測が可能な優れたCO_2、SO_2ガスセンサとなることが明らかとなった。更にCO_2ガスセンサに関しては、酸化ホウ素を添加した優れた機械的強度を持つアルミニウムイオン伝導性固体電解質を用いることでセンサ素子の小型化を実現し、CO_2ガスを迅速かつ定量的に検知できるポータブルタイプガスセンサの試作に成功した。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (8 results)

  • [Journal Article] Effect of the lattice volume on the Al^<3+> ion conduction in NASICON type solid electrolyte2005

    • Author(s)
      Yasunori Hasegawa et al.
    • Journal Title

      Solid State Ionias 176

      Pages: 2499-2503

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of Low-melting Oxide Additives on the Sinterability and Ion Conductivity of Al^<3+> Ion Conducting Solid Electrolytes with the NASICON Type Structure2005

    • Author(s)
      Yasunori Hasegawa et al.
    • Journal Title

      Journal of New Materials for Electrochemical Systems 8

      Pages: 203-207

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] SO_2 Gas Sensor Based on Al^<3+> and O^<2-> Ion Conducting Solids with La_2O_2SO_4 Auxiliary Electrode2005

    • Author(s)
      Yasunori Hasegawa et al.
    • Journal Title

      Sensor Letters 3

      Pages: 27-30

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Trivalent praseodymium ion conducting solid electrolyte composite with NASICON type structure2004

    • Author(s)
      Yasunori Hasegawa et al.
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds 375

      Pages: 212-216

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] New trivalent ion conducting solid electrolyte with the NASICON type structure2004

    • Author(s)
      Yasunori Hasegawa et al.
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds 379

      Pages: 262-265

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Novel Trivalent Cation Conducting Solids and Their Application

    • Author(s)
      Yasunori Hasegawa et al.
    • Journal Title

      Solid State Ionics (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of Low-melting Oxide Additives on the Sinterability and Ion Conductivity of Al^<3+> Ion Conducting Solid Electrolytes with the NASICON Type Structure

    • Author(s)
      Yasunori Hasegawa et al.
    • Journal Title

      Journal of New Materials for Electrochemical Systems (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of the lattice volume on the Al^<3+> ion conduction in NASICON type solid electrolyte

    • Author(s)
      Yasunori Hasegawa et al.
    • Journal Title

      Solid State Ionics (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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