金属ヘテロ界面における高温型プロトン導電体の新規イオン機能の探索

寻找金属异质界面高温质子导体的新离子功能

• 批准号: 17041011
• 负责人: 松本 広重
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kyushu 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17041011/
• 关键词: ナノイオニクス; ヘテロ界面; プロトン導電体; 整流性; ショットキー障壁; 非科学量論; 空乏層; ストロンチウムジルコネート; 導電率; パーコレーション; バンドベンディング; デバイ長; シグモイド

本研究は、金属/プロトン導電体界面を利用したナノコンポジットにおける優れたイオン機能性材料の創製を目指す。昨年度の検討において、ストロンチウムジルコネート系プロトン導電体(以下、SZO)と白金(Pt)とのコンポジットのナノイオニクス現象を見いだした。SZOにPtを微分散することで導電率の著しい低下が起こり、SZOのPt微粒とのヘテロ界面において高抵抗層が形成される可能性を指摘した。本年度は、これを確かめるために、両者の界面の電流電圧特性について調べた。Pt/SZO界面は整流性を示した。Pt→SZOの向きに分極した場合の方が逆に分極した場合に比べて大きな電流が流れた。これは、n型半導体の場合にはショットキー障壁の形成に相当するが、本実験条件においてSZO試料はp型半導体であり、そのまま適用するのは難しい。また、本実験においては各電圧変化後に電流が静定するのに数十分〜数時間を要した。このような長い緩和課程が酸素イオンの動きによると仮定すると、正の電圧を印加した場合には酸素イオンが集まることにより正孔伝導性が増し、逆の場合にはいわゆる空乏層が生じることで抵抗が増大すると説明することが出来る。すなわち、Ptとの界面において電位変化とともにSZO中の酸素の非化学量論が変化すると考えられる。電流-電圧曲線において傾きが変わる点は約0.2Vプラス側に偏っており、電圧のかかっていない状態では、白金と酸化物の界面には空乏層が生じている可能性が示唆された。すなわち、白金界面においてSZO中には、正孔やプロトンが乏しい層が生成し、このことにより、上記ナノイオニクス現象が起きると考えられる。

In this study, the metal

项目成果

プロトン導電性固体電解質を用いた水素分離

使用质子传导固体电解质分离氢气

• 发表时间: 2005
• 期刊: 表面技術 47巻・10号
• 作者: 松本広重;石原達己
• 通讯作者: 石原達己

Effect of Dispersion of Nanosize Platinum Particles on Electrical Conduction Properties of Proton-Conducting Oxide SrZr_<0.9>Y_<0.1>O_<3-α>

纳米铂粒子分散对质子传导氧化物SrZr_<0.9>Y_<0.1>O_<3-α>导电性能的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: Electrochem. Solid-State Lett. 10
• 作者: H.Matsumoto;Y.Furya;S.Okada;T.Tanji;T.Ishihara
• 通讯作者: T.Ishihara

ELECTRICAL CONDUCTION ANOMALY IN A FINE-PLATINUM-DISPERSED PROTON CONDUCTING OXIDE : A POSSIBLE ILLUSTRATION OF NANOIONICS

细铂分散质子导电氧化物中的导电异常：纳米离子的可能说明

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc. 16th IKETANI Conference 2006 Electrochemistry and Thermodynamics on Materials Processing for Sustainable Production
• 作者: H.Matsumoto;Y.Furya;S.Okada;T.Tanji;T.Ishihara
• 通讯作者: T.Ishihara