2013 Fiscal Year Research-status Report
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25870840
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
齋藤 美和 神奈川大学, 工学部, 助教 (60594215)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 液相合成 / 誘電緩和 |
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| Research Abstract |
1.新規プロトン伝導体の合成
結晶構造解析およびTEM観察のため、より高密度に焼結した試料の合成が必要となり、固相反応法を用いた試料の緻密化を狙ったが、合成条件を工夫しても大幅な相対密度（焼結密度）の向上は得られなかった。そこで、次に液相合成法によるこれらの組成を有する試料合成を試みた。その中でも水熱合成法を用いた場合、前駆体粉末の著しい粒成長抑制が観察された。更なる粒子成長抑制のため、ポリビニルピロリドン（PVP）を混合し、試料をコロイド化することによる微粒子化を狙ったが、残念ながらポリビニルピロリドンの有無による粒子径の変化は観測されなかった。次に、低温合成を視野に入れ、有機物と金属を100度以下で混合し、錯体を形成させることで粒子径の制御を試みた。現在、有機物としてエチレンジアミン四酢酸（EDTA）、クエン酸およびグリシンを用いた場合を検討し、前駆体の合成に成功している。
2.中温域における電気伝導性の向上
組成制御による高プロトン伝導性材料の合成は固相反応法により実施し、Ba2(Zn, M)2O5 (M=Nb, Ta, W)において更にBaサイトに３価の陽イオンであるLaやNdを置換固溶することにより伝導度の向上が確認された。特にAサイトにLaを置換固溶し、MイオンがNbまたはWにおいてより高い電気伝導性を示すことが明らかとなった。
更に独自の手法である誘電測定を用いた欠陥とプロトンおよび吸蔵水の緩和現象から、加湿雰囲気において充電電流成分の大幅な増大が観測され、吸蔵水は電極ー電解質界面に多く存在するまたは移動度が大きいことが予想された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2.中温域における電気伝導性の向上については、組成制御および誘電測定が完了し、解析もほぼできている状況から、当初の計画以上に進展していると考えている。
しかしながら、1.新規プロトン伝導体の合成については、一定の合成成果は得られているものの、液相合成に関しては最終的な合成物をまだTEM等で評価出来ておらず、一部当初の研究計画よりもやや遅れているともいえる状況にある。
従って、これら2項目の総合評価により、1.に関しては今後挽回可能であるという見込みも含め、おおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
1.新規プロトン伝導体の合成については、液相合成法により高密度焼結体試料を早急に合成する必要がある。現在得られている前駆体を用いて、今後は焼結作業を進め、より相対密度の高い試料を用いてTEM観察等の評価を進める。
3.SOECモジュールの作製については、１．が達成でき次第着手する予定であるが、その前に新規プロトン伝導体の水素耐久性試験について調査する必要があるため、新たな課題として挙げる。これを評価するために水素生成装置を購入し、電気伝導率測定装置環境を早急に整え、水素存在下および加湿水素存在下における電気伝導性評価の後、適切な電極材料を選定する必要がある。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
新規プロトン伝導体の合成課題が完了しておらず、中温作動型SOECモジュールの試作に着手するための準備段階に着手できていないことが理由に挙げられる。
水素雰囲気中における耐久性試験、電気伝導率測定の環境整備のため、水素ガス発生装置を購入することを計画している。
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