非晶質ヘテロポリ酸のプロトン伝導における官能基の役割

官能团在无定形杂多酸质子传导中的作用

基本信息

批准号：
09750895
负责人：
日比野光宏
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

湿式法による薄膜化が容易であり、電気化学的デバイスへの応用が期待される非晶質過酸化ポリタングステン酸(以下、PTAと称する)をシュウ酸配位子、マロン酸配位子で修飾し、配位子とプロトン伝導特性の関係を調べた。導電率測定は温度湿度を制御し、500k-1Hzの範囲で交流二端子法で行った。測定試料は、ガラス基板上に櫛形金電極をスパッタし、その上にPTA水溶液をスピンコーティングして準備した。シュウ酸、マロン酸いずれの場合も配位子量の増加により飛躍的なプロトン伝導性を示し、シュウ酸/W=0.3の試料では室温(25℃)、相対湿度40%の雰囲気下で約10^<-3>Scm^<-1>のプロトン伝導率を示し、相対湿度80%では、3×10^<-2>Scm^<-1>程度の高導電率を示した。マロン酸配位子の場合、配位状態は明らかになっていないが、シュウ酸と比較して、より少ない量(マロン酸/W=0.2)で同程度の導電率を示した。燃料電池用固体電解質としての使用に向けて、シュウ酸/W=0.3のPTA薄膜試料に対し高湿度下で約一ケ月間の耐久性試験を行った。導電率は、初期の10^<-2>Scm^<-1>から時間とともに低下し、100時間程度で4×10^<-3>Scm^<-1>となった。100時間以降は経時変化が見られず一定の値であった。導電率低下の原因は、加水分解による酸化タングステン二水和物結晶の析出である。結晶の析出による膜質の劣化は見られず表面状態は良好であった。したがって、若干の導電率低下以外に結晶による悪影響はないと考えられる。実際には150℃以上での使用が予想されるため、さらに高い導電率が期待できる。

修改非晶多氧化物氧化物（以下称为PTA），通过湿型方法易于薄膜，预计将与草酸酸协调剂Maronic Acid之间的关系应用于电化学设备。配体和质子传导特性。导电测量由温度和湿度控制，并通过500K-1Hz范围内的交换双害虫方法进行。在测量样品中，将梳形的金电极溅射在玻璃基板上，并在其上旋转了PTA水溶液并制备。对于草酸和雄性酸的情况，由于分布儿童剂量的增加而显示了随机质子电导率，在草酸 /W = 0.3的样品中约有10个，室温（25°C）和40％的相对湿度。 1>。在有雄性酸协调剂的情况下，分布状态尚不清楚，但是与草酸相比，较小的含量（maronic Acid /w = 0.2）显示出相同的导电速率。为了用作燃料电池的固体电解质，在高湿度下对草酸 /w = 0.3的PTA薄膜样品进行了大约一个月的耐用性测试。从10^<-2> SCM^<-1>开始，电导率率随时间下降，并在大约100小时内变成4×10^<-3> scm^<-1>。 100小时后，随着时间的流逝没有变化，这是一定的价值。导电速率降低的原因是通过水解钨氧化晶晶体氧化物的沉淀。由于晶体的沉淀，膜质量没有恶化，表面状况很好。因此，认为除电导率略有下降外，晶体没有不利影响。实际上，预计将在150°C或更高时使用它，因此可以预期更高的导电速率。