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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

研究課題

研究課題/領域番号 19017002
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

高村 仁  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30250715)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2008年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2007年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード酸化物ナノ粒子 / イオン伝導 / 超高圧 / 界面 / 緻密化
研究概要

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。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

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

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe, H. Takamura, H. Sugai
    • 雑誌名

      Nanoscale Res. Left (採録決定)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Integrated Oxygen Permeable Membranes with a Porous Laver by Partial Reduction Process2009

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi, H. Takamura
    • 雑誌名

      Mater. Trans 50

      ページ: 506-508

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical conductivity of ceria nanoparticles under high pressure2009

    • 著者名/発表者名
      H. Takamura, J. Kobayashi, N. Takahashi, M. Okada
    • 雑誌名

      Journal of Electroceramics 22

      ページ: 24-32

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 酸化物ナノ粒子界面におけるイオン伝導現象2009

    • 著者名/発表者名
      日本金属学会2009年春期講演大会
    • 学会等名
      高村仁
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] セリアナノ粒子の水蒸気吸着性と電気伝導特性2008

    • 著者名/発表者名
      高村仁, 高橋直己
    • 学会等名
      第34回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-12-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] セリアナノ粒子の低温領域における電気伝導特性2008

    • 著者名/発表者名
      高橋直己, 高村仁
    • 学会等名
      日本金属学会2008年秋期講演大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      田村一輝, 渡邉雅人, 高村仁
    • 学会等名
      日本金属学会2008年秋期講演大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2008-09-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Electrical Conductivity of Nanocrystalline Ceria under Humidified Atmosphere2008

    • 著者名/発表者名
      H. Takamura, N. Takahashi
    • 学会等名
      The 14^<th> International Confbrence on Solid State Protonic Conductors (SSPC-14)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-09-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Dehydration Behavior and Electrical Conductivity of Ceria Nanoparticles Prepared by Wet Processing2008

    • 著者名/発表者名
      N. Takahashi, M. Watanabe, M. Okada, H. Takamura
    • 学会等名
      213^<th> Electrochemical Society Meeting (ECS)
    • 発表場所
      Arizona, USA
    • 年月日
      2008-05-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      高村仁、高橋直己、渡辺雅人、岡田益男
    • 学会等名
      第33回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋)
    • 年月日
      2007-12-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 超高圧下におけるセリアナノ粒子の電気伝導性2007

    • 著者名/発表者名
      高村仁、高橋直己、岡田益男
    • 学会等名
      2007年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Electrical Conductivity of Ceria Nanoparticles under High Pressure2007

    • 著者名/発表者名
      H. Takamura, J. Kobayashi, N. Takahashi, M. Okada
    • 学会等名
      International Conference on Electroceramics
    • 発表場所
      Arusha, Tanzania
    • 年月日
      2007-08-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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