• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

中温燃料電池用固体電解質の開発;高温アルカリ-プロトン置換法による新物質開拓

研究課題

研究課題/領域番号 15K14126
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 無機材料・物性
研究機関東北大学 (2016)
大阪大学 (2015)

研究代表者

小俣 孝久  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80267640)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード燃料電池 / セラミックス / 新エネルギー / 先端機能デバイス
研究成果の概要

本研究では,各種のアルカリイオン伝導性酸化物結晶のAP置換処理により,中温域での優れたプロトン伝導体の作製を試みた。1×10-4Scm-1程度以上の高いプロトン伝導度を有する材料の開発には至らなかったが,AP置換法で酸化物結晶においてNa+イオンをプロトンへと完全置換できる結晶を見出した。その一つであるNa3Zr2Si3PO12 (NASICON)では,50%程度までのプロトン置換ではオリジナルの結晶構造を維持するが,それ以上の置換でアモルファス化が生じるという現象を見出した。Na+イオンのプロトン置換によるアモルファス化を結晶の体積収縮率と内部圧力との関係から解釈した

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Improving thermal stability and its effects on proton mobility in proton-conducting phosphate glasses prepared by the electrochemical substitution of sodium ions with protons2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaguchi, T. Ishiyama, K. Sakuragi, J. Nishii, T. Yamashita, H. Kawazoe and T. Omata
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 275 ページ: 62-65

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2015.03.003

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural change of NaO1/2-WO3-NbO5/2-LaO3/2-PO5/2 glass induced by electrochemical substitution of sodium ions with protons2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ishiyama, T. Yamaguchi, J. Nishii, T. Yamashita, H. Kawazoe, N. Kuwata, J. Kawamura and T. Omata
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 17 号: 20 ページ: 13640-13646

    • DOI

      10.1039/c4cp05999a

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase separation and crystallization in sodium lanthanum phosphate glasses induced by electrochemical substitution of sodium ions with protons2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kawaguchi, T. Yamaguchi, T. Omata, T. Yamashita, H. Kawazoe and J. Nishii
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys

      巻: 17 号: 35 ページ: 22855-22861

    • DOI

      10.1039/c5cp04132e

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Proton carrier injection into Na3Zr2Si2PO12 by electrochemical2017

    • 著者名/発表者名
      S. Tsukuda, K. Miyake, T. Yamaguchi, T. Ishiyama, J. Nishii,T. Yamashita, H. Kawazoe
    • 学会等名
      21 INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID STATE IONICS
    • 発表場所
      パドヴァ・イタリア
    • 年月日
      2017-06-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Mobility of Proton Carriers in Proton Conducting Phosphate Glasses Fabricated by Electrochemical Substitution of Sodium Ions with Protons2016

    • 著者名/発表者名
      T. Omata, T. Yamaguchi, T. Kataoka, Y. Saito, J. Nishii, T. Yamashita, H. Kawazoe
    • 学会等名
      18th International conference on Solid State Protonic Conductors
    • 発表場所
      オスロ・ノルウェー
    • 年月日
      2016-09-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New Proton Conducting Phosphate Glass Fabricated by Electrochemical Alkali-Proton Substitution at Intermediate Temperature2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaguchi, K. Miyake, J. Nishii, T. Yamashita, H. Kawazoe, T. Ishiyama, H. Kishimoto, K. Yamaji, T. Omata
    • 学会等名
      18th International conference on Solid State Protonic Conductors
    • 発表場所
      オスロ・ノルウェー
    • 年月日
      2016-09-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Na+イオンのプロトン置換によるNa3Zr2Si2PO12 (NASICON)のアモルファス化2016

    • 著者名/発表者名
      三宅啓吾,山口拓哉,西井準治,山下俊晴,川副博司,小俣孝久
    • 学会等名
      資源・素材2016(盛岡)
    • 発表場所
      岩手大学・岩手県盛岡市
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Na+イオンのプロトン置換によるNa3Zr2Si2PO12(NASICON)の2016

    • 著者名/発表者名
      三宅啓吾,山口拓哉,小俣孝久,西井準治,川副博司,山下俊晴
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 関西支部学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター・大阪府大阪市
    • 年月日
      2016-07-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Proton-conducting phosphate glasses stable a t intermediate temperatures2016

    • 著者名/発表者名
      T. Omata, T. Yamaguchi, T. Ishiyama, A. Miyazaki, J. Nishii, T. Yamashita, H. Kawazoe
    • 学会等名
      Rare Earths 2016
    • 発表場所
      北海道大学・北海道札幌市
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高温アルカリ-プロトン置換により作製した新規プロトン伝導性リン酸塩ガラス2015

    • 著者名/発表者名
      山口拓哉、西井準治、山下俊晴、川副博司、小俣孝久
    • 学会等名
      第41回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気化学的アルカリ-プロトン置換により作製した新規プロトン伝導性リン酸塩ガラス2015

    • 著者名/発表者名
      山口拓哉、西井準治、山下俊晴、川副博司、小俣孝久
    • 学会等名
      2015年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      埼玉工業大学(埼玉県)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 中温作動型燃料電池用プロトン伝導性ガラス電解質の作製2015

    • 著者名/発表者名
      山口拓哉、西井準治、山下俊晴、川副博司、小俣孝久
    • 学会等名
      平成27年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Proton Conducting Glasses at intermediate temperatures2015

    • 著者名/発表者名
      T. Omata
    • 学会等名
      Petite Workshop 2015 (International Workshop on Defect Chemistry for Future Solid State Ionics)
    • 発表場所
      ニセコヒルトンホテル(ニセコ、北海道)
    • 年月日
      2015-09-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気化学的アルカリ-プロトン置換により作製した新規プロトン伝導性リン酸塩ガラス2015

    • 著者名/発表者名
      山口拓哉、西井準治、山下俊晴、川副博司、小俣孝久
    • 学会等名
      第11回固体イオニクスセミナー
    • 発表場所
      熱川ハイツ(静岡県)
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of Al2O3 and Y2O3 addition on proton conductivity of electrochemically proton injected phosphate glasses2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaguchi, T. Ishiyama, K. Sakuragi, J. Nishii, T. Yamashita, H. Kawazoe, N. Kuwata, J. Kawamura, T. Omata
    • 学会等名
      20th International Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      Keystone, USA
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural change of NaO1/2-WO3-NbO5/2-LaO3/2-PO5/2 glass induced by the electrochemical substitution of sodium-ions with protons2015

    • 著者名/発表者名
      T. Omata, T. Ishiyama, J. Nishii, T. Yamashita, H. Kawazoe, N. Kuwata, J. Kawamura
    • 学会等名
      20th International Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      Keystone, USA
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi