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1998 年度 実績報告書

Gaを含む複合酸化物における高酸素イオン伝導性の発現と伝導機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 09750913
研究機関大分大学

研究代表者

石原 達己  大分大学, 工学部, 助教授 (80184555)

キーワード固体電解質 / 酸素イオン伝導体 / ペロブスカイト / 遷移金属添加 / 燃料電池
研究概要

酸素イオン伝導体は燃料電池を初め広範囲な応用分野を有する機能性材料である。現在、酸素イオン伝導体としては蛍石型酸化物が知られており、耐酸化還元性からY_2O_3安定化ZrO_2が専ら使用されてきた。しかし、Y_2O_3安定化ZrO_2の酸素イオン伝導性は低いので、さらに高い酸素イオン伝導性を有する材料の開発が望まれている。本研究ではさらに優れた酸素イオン伝導性を有する材料の開発を目的に従来の研究で高い酸素イオン伝導性を示したLa_<0.8>Sr_<0.2>Ga_<0.8>Mg_<0.2>O_3へのFe,Co,Niの添加効果を検討した。その結果、これらの遷移金属を添加するとわずかにホール伝導が顕著になるものの、酸素イオン伝導性は向上することがわかった。いずれの系も添加物が過剰になるとホール伝導が発現するが、添加量が微量の間はホール伝導の発現は顕著ではなく、最適の添加量はCo,Ni,Feでそれぞれ、8.5,7,3mol%であることが明らかになった。酸素の化学透過実験から添加物による酸素イオン伝導性の向上を検討したところ、電気化学的な測定結果と一致して、透過する酸素量は増加することが確認された。とくにCoの添加が酸素イオン伝導性の向上に有効であったので、Co系について詳細な検討を行った。その結果、^<18>Oを用いる酸素の自己拡散係数のも、電気化学的な測定結果とほぼ一致していることから、Co添加はLGaO_3の酸素イオン伝導性の向上に有効であることが確認された。紫外ー可視分光光度計の結果からLaGaO_3中で、Coは主に2価であり、酸素分圧の増加とともに、3価になることがわかった。そこで、Co添加による酸素イオン伝導性の向上は、移動度の向上によることがわかった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (3件)

  • [文献書誌] T.Ishihara,他4人: "Intermediate temperature solid oxide fuel cells using a new LaGaO_3 based oxide ion conductor. I.Doped SmCoO_3 as a new cathode materials" J.Electrichem.Soc.,. 145. 3177-3183 (1998)

  • [文献書誌] T.Yamada,他3人: "Simultaneous generation of synthesis gas and electric power by internal reforming fuel cells utilizing LaGaO_3 based electrolytes" Solid State Ionics. 113-115. 253-258 (1998)

  • [文献書誌] T.Ishihara,他4人: "Improved oxide ion conductivity of Co doped La_<0.8>Sr_<0.2>Ga_<0.8>Mg_<0.2>O_3 perovskite type oxide" Solid State Ionics. 113-115. 583-588 (1998)

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公開日: 1999-12-11   更新日: 2016-04-21  

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