3価イオンを伝導種とする高電荷密度型の高速イオン伝導体の開発

使用三价离子作为导电物质开发高电荷密度快离子导体

• 批准号: 08229235
• 负责人: 今中 信人
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08229235/
• 关键词: 3価イオン; 固体電解質; イオン伝導体

イオン伝導体中を可動するイオンは1価や2価のイオンであり、3価以上のイオンが伝導するイオン伝導体は未だに得られていない。これは固体中の3価イオンが骨格をなすアニオンとの静電的相互作用が強く、固体中を伝導することが極めて困難であると考えられていたことによる。3価イオンの伝導に関する研究も数例は報告されてはいるが、3価イオン伝導の可能性を示唆しているに過ぎず、イオン伝導度もかなり低い。そこで、3価イオンが伝導する、全く新しい固体電解質の実証を目指し、Sc_2(WO_4)_3型の構造をとるAl_2(WO_4)_3中でのAl^<3+>イオン伝導性について調べた。Al_2(WO_4)_3焼結体の伝導度は同型構造のSc_2(WO_4)_3よりわずかに高い値を示した。イオン輸率を700〜800℃については酸素濃淡電池により、400〜800℃については交流・直流導電率より算出した。その結果、400〜800℃においてはSc_2(WO_4)_3と同様、イオン輸率は0.95以上であり、イオン伝導が支配的であることがわかった。イオン伝導種を調べるために、電気分解を行い電解後の電極-試料界面の分析を行った。電解後アノード界面では析出物は見られずEPMAの結果からもAl/W比は電解前の試料と同じであった。一方、カソード界面では電解後、試料とPt電極の癒着が起こっており、Pt電極表面をSEM観察したところ粒状の析出物が見られた。EPMAにより粒状析出物の元素分析を行ったところ、この析出物はAlのみのピークでありWは全く存在していないことがわかった。このように、電気分解後カソード表面にAl元素が偏在していることから、Al_2(WO_4)_3中でのAl^<3+>イオンの伝導が示唆される。Al含有量の異なるAl-Pt合金を電極としてAl濃淡電池を構成し、起電力測定を行ない、Al^<3+>イオン伝導を直接的、かつ、定量的に示した。

The conductor is movable, and the conductor is not movable. The interaction of electrostatic force in solid state is very difficult. A number of studies have been carried out to demonstrate the possibility of transmission. Al_2 (WO_4)_3 is a new type of solid electrolyte. The structure of Sc_2(WO_4)_3 is similar to Al_2(WO_4)_3. The conductivity of Al_2(WO_4)_3 sintered body is higher than that of Sc_2(WO_4)_3 sintered body. The conductivity is calculated at 700 ~ 800℃ and at 400 ~ 800℃. As a result, at 400 ~ 800℃, the transmission rate of Sc_2(WO_4)_3 is higher than 0.95, and the transmission rate of Sc_2(WO_4)_3 is higher than 0.95. Electrode-Sample Interface Analysis after Electrolysis After electrolysis, the precipitate at the interface was found to be the same as that of the sample before electrolysis. After electrolysis, the sample and Pt electrode surface were observed by SEM, and the granular precipitate was observed. Elemental analysis of particulate precipitates by EPMA is carried out in the presence of Al and W. After the decomposition of Al and WO_4, the Al in Al_2 (WO_4)_3 and Al_3 in Al_2(WO_4)_3 are separated. Al-Pt alloy electrode with different Al content is composed of Al-rich and lean battery, and the electric power is measured directly, quantitatively and quantitatively.

项目成果

Nobuhito Imanaka et al: "RareEarth Contribution in Solid State Electrolytes,Especially in Chemical Sensor Held" Journal of Alloys and Compounds. (印刷中).

Nobuhito Imanaka 等人：“稀土在固态电解质中的贡献，特别是在化学传感器中的贡献”《合金与化合物杂志》（正在出版）。