多価イオンを伝導種とする新規な超イオン伝導体の開発

使用多价离子作为导电物质开发新型超离子导体

• 批准号: 02J04495
• 负责人: 田村 真治
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J04495/
• 关键词: 多価イオン; 固体電解質; リン酸塩; ナシコン型; イオン伝導; プラセオジムイオン; セリウムイオン

固体中の伝導イオン種としては、1,2価のイオンがよく知られており、3価以上のイオンは強い静電気的相互作用が働くため、固体中を伝導することは困難であるとされてきた。これまでに3価イオン伝導体としては擬似層状構造を持つタングステン酸塩(M_2(WO_4)_3(M:Al,Sc,Y,Er-Lu)が報告されているが、これらは6価のW^<6+>イオンが還元されやすいため、実用化することが困難であった。また、化学的安定性に優れるR_<1/3>Zr_2(PO_4)_3リン酸塩に関しても3価イオン伝導が報告されており、多価イオンも固体中を伝導できることが明らかになっている。しかしながら、R_<1/3>Zr_2(PO_4)_3リン酸塩の伝導性は低く、多価イオン伝導体の実用化を考えると、さらなる伝導性の向上ならびに新規な伝導イオン種の探索が必要である。そこで本研究では、還元されにくく、高いイオン伝導性を有する新規な多価イオン伝導体としてイオン伝導に適したナシコン型構造を有し、リン酸塩を母体とする新規な超イオン伝導体の開発を行った。これまで電子伝導が発現するために伝導イオン種としては不適当であると考えられてきたプラセオジムイオン(Pr^<3+>)を選択し、また、プラセオジムイオンが安定に3価の状態を持つことが知られているリン酸塩に着目し、3価のPr^<3+>イオン伝導体の開発を行った結果、NASICON型構造を有する(Pr_xZr_<1-x>)_<4/4-x>Nb(PO_4)_3-NbPO_5コンポジットの開発に成功した。このものの導電率はこれまでに得られている3価イオン伝導体と比較すると100倍程度高い値であり、伝導イオン種は、電気分解によりプラセオジムイオンであることが明らかとなった。また、磁化率測定を含む種々の測定により、プラセオジムイオンは3価の状態で存在し、電子伝導も認められなかったことから、(Pr_xZr_<1-x>)_<4/4-x>Nb(PO_4)_3-NbPO_5コンポジットは、極めてイオン伝導性が高く、かつ、電子伝導を全く示さない純粋な3価のPr^<3+>イオン伝導体であることが分かった。

In the solid, the temperature in the solid, the interaction between the static electricity and the solid. Please tell me that you are suffering from severe stress (MV2 (WO_4) _ 3 (MRV) _ 3 (MRV) (MRV). (MRV) (MRV). This is the first time that you have reported that you have a problem. You have to use the information to make sure that you have a problem. Chemical stability, chemical stability, R _ & lt;1/3>Zr_2 (PO_4) _ 3, chemical stability, chemical stability and chemical stability. GTX (PO_4) _ 3. GTX

项目成果

S.Tamura: "Lithium Carbonate Flux Effects on the Luminescence Properties of Europium-doped Lanthanum Oxycarbonate Phosphor"Chemistry Letters. 33. 58-59 (2004)

S.Tamura：“碳酸锂助熔剂对铕掺杂的碳酸氧镧磷光体发光性能的影响”化学快报。

N.Imanaka: "Extraordinary High Trivalent Al^<3+> Ion Conduction in Solids"Chemistry of Materials. 14. 4481-4483 (2002)

N.Imanaka：“固体中极高的三价 Al^<3 > 离子传导”材料化学。

N.Imanaka: "Nitrogen Monoxide Gas Sensor Based on Solid Electrolytes with Water-insoluble Oxide Based Auxiliary Electrode"Electrochem. and Solid-State Letters. 5. H25-H26 (2002)

N.Imanaka：“基于固体电解质和水不溶性氧化物辅助电极的一氧化氮气体传感器”Electrochem。

Y.W.Kim: "Solution of Potassium Nitrate into Gadolinium Oxide Lattice"phys.stat.sol.a. 198. 369-373 (2003)

Y.W.Kim：“硝酸钾在氧化钆晶格中的溶液”phys.stat.sol.a。

N.Imanaka: "Carbon Dioxide Gas Sensor Suitable for In-situ Monitoring"Electrochem.Solid-State Lett.. 7. H12-H14 (2004)

N.Imanaka：“适用于原位监测的二氧化碳气体传感器”Electrochem.Solid-State Lett.. 7. H12-H14 (2004)