2007 Fiscal Year Annual Research Report
ビスマス酸化物系高速酸化物イオン導電体を用いたイオニックデバイス用電極
| Project/Area Number |
19360344
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
粟倉 泰弘 Kyoto University, 工学研究科, 教授 (70109015)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宇田 哲也 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80312651)
小山 幸典 京都大学, 産官学連携センター, 助教 (20437247)
|
|---|
| Keywords | ビスマス酸化物 / 固体電解質 / 酸素ポンプ / 熱力学 / 電気化学 |
|---|
| Research Abstract |
ビスマスーバナジウム系複合酸化物(Bi2VO5.5およびVサイトを一部置換したBi2V1-xTaxO5.5など)は500度程度の中温域で高い酸化物イオン伝導性を示す物質であり、固体電解質を用いた酸素濃縮器などへの応用が期待される。その伝導度は、イットリウム安定化ジルコニアなどよりも1桁以上大きい。本研究ではBi2VO5.5系電解質に適した電極触媒層を探索した。具体的には、Bi2VO5.5のバナジウムサイトを銅で置換した物質が酸素の酸化還元反応に対して触媒能を有する報告があるので、電解質の表面のみをイオン交換法により銅置換することを試み、電極触媒層の形成に試みた。高pHまで銅成分が析出しないようにするために、Cu-EDTA錯体を含む水溶液浴を用い、これにBi2VO5.5ペレットおよびBi2V1-xTaxOペレットを浸漬し一定時間加熱保持することでバナジウムサイトを銅イオンで置換することを目指した。浴のpHは13,11,10で反応温度は150度および80度、反応時間は24時間とした。その結果150度のすべての条件、およびpH=13,80度の条件では、 EDX分析により銅の置換を確認でき、イオン交換反応が進行が認められた。他の条件では、銅の置換は認められなた。また、置換が進行した場合でもイオン交換反応と同時にペレットの溶液への溶解を確認するとともに、EDTAの酸化分解に伴う金属銅微粒子の析出を確かめた。したがって今後はこの反応を抑制し、イオン交換反応を効率よく進行させることが必要と考えられる。
|
