| 研究概要 |
固体電解質を用いたリチウム回収と同位体分離に関する基礎研究を進めるため(1)固体電解質のイオン伝導度を向上させるイオン置換の研究(2)イオン伝導のメカニズムの研究(3)固体電解質るつぼの作成上件について詳しく検討し,下記の結果を得た。
固体電解質のイオン伝導度を向上させるイオン置換の研究 (La,Li)TiO_3のイオン伝導度を300Kにおける1×10^<-3>S・cm^<-1>より向上させるべく(La,Li)をKに,TiをNb,Taに置換した結果,最大イオン伝導度は300Kで1×10^<-3>S・cm^<-1>を得た。またいくつかの系については超高圧合成を試みたが新物質は今のところ得られていない。B-サイトにTiとNb,Taを含む系はそれぞれ異なるイオン伝導度の組成依存性で整理され,将来の新物質合成への設計指針を得た。
単結晶合成 (La,Li)TiO_3のイオン伝導度に及ぼす粒界の効果を調べるべく多結晶と同じ組成の単結晶を作製しイオン伝導度を調べた。その結果,単結晶と多結晶では同じイオン伝導度を示すことを確認し,化合物におけるイオン伝導のメカニズムを検証することが出来た。
固体電解質るつぼの作成上件 るつぼ形状の(La,Li)TiO_3を作製するため,原料粉の粒度,バインダの混合比,成型圧力,焼成温度について検討した。その結果,粒度0.8μmの原料粉(仮焼粉)に0.5%PVAを添加し,静水圧2ton/cm^2で成型し,1150°で6時間空気中で焼成した場合に最も緻密なるつぼが得られた。
イオン回収 (La,Li)TiO_3るつぼを用いてイオン回収を行った。リチウムイオンのみを100%回収でき,同位体比率も大きく変化することを確認した。
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