3価のアルミニウムイオンを伝導種とする新規な実用型固体電解質の開発とその応用

以三价铝离子为导电物质的新型实用固体电解质的研制及其应用

基本信息

批准号：
04J08117
负责人：
長谷川泰則
金额：
$ 1.22万
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J08117/
关键词：
アルミニウムイオン伝導体環境汚染ガスセンサ酸化ホウ素

项目摘要

本研究では、様々な電気化学デバイス材料として実用可能なアルミニウムイオン伝導性固体電解質を開発し、地球環境に多大な悪影響を及ぼしている種々の環境汚染ガス(CO_2やSO_2など)を検出できるガスセンサへの実用化を目指した。申請者がこれまでに開発した、実用レベルの高いイオン導電率ならびに高い化学的安定性を有するAl^<3+>イオン伝導性固体電解質(Al_<0.2>Zr_<0.8>)_<20/19>Nb(PO_4)_3に焼結助剤として酸化ホウ素(B_2O_3)を添加することにより、電気化学デバイス材料として実用上十分な優れた緻密性ならびに機械的強度を付与したAl^<3+>イオン伝導性固体電解質の開発に成功した。さらに申請者は、このAl^<3+>イオン伝導性固体電解質(Al_<0.2>Zr_<0.8>)_<20/19>Nb(PO_4)_3(B_2O_3添加)をセンサ材料として用いたCO_2ガスセンサやSO_2ガスセンサを開発し、それらのガス検出特性を調べた。その結果、いずれのガスセンサにおいても被検ガス濃度を可逆的かつ連続的に測定でき、更にセンサ応答は理論的であったことから、その場計測が可能な優れたCO_2、SO_2ガスセンサとなることが明らかとなった。更にCO_2ガスセンサに関しては、酸化ホウ素を添加した優れた機械的強度を持つアルミニウムイオン伝導性固体電解質を用いることでセンサ素子の小型化を実現し、CO_2ガスを迅速かつ定量的に検知できるポータブルタイプガスセンサの試作に成功した。

在这项研究中，我们开发了铝离子导电固体电解质，这些电解质可以作为各种电化学设备材料实用，旨在使它们对于可以检测到对全球环境产生主要负面影响的各种环境污染的气体（例如CO_2和SO_2）的气体传感器实用。通过添加氧化硼（B_2O_3）作为Al^<3+>离子导导的固体电解质（Al_ <0.2> Zr_ <0.8>）_ <20/19> nb（pO_4）_3，到目前为止已经开发了高离子能力和高离子化学稳定性的应用程序（bo），_3我们已经成功地开发了一种Al^<3+>离子导导的固体电解质，该电解质足以用作电化学设备材料。此外，申请人使用此Al^<3+>离子导电固体电解质（Al_ <0.2> Zr_ <0.8>）_ <20/19> nb（po_4）_3（添加到B_2O_3）（添加到B_2O_3）作为传感器材料，并检查其气体检测特性。结果，两个气体传感器都能够可逆，连续测量以要测试的气体浓度，并且传感器响应是理论上的，这清楚地表明CO_2和SO_2气体传感器可以原位测量。此外，关于CO_2气体传感器，使用具有极好机械强度的硼氧化铝离子导电固体电解质已被用于降低传感器元件的尺寸，并成功地创建了可以快速和定量检测CO_2气体的便携式气体传感器。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Novel Trivalent Cation Conducting Solids and Their Application

新型三价阳离子导电固体及其应用

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Ionics 10
影响因子：
0
作者：
N.Imanaka;T.Masui;Y.W.Kim;G.Adachi;N.Imanaka
通讯作者：
N.Imanaka

Effect of Low-melting Oxide Additives on the Sinterability and Ion Conductivity of Al^<3+> Ion Conducting Solid Electrolytes with the NASICON Type Structure

低熔点氧化物添加剂对NASICON型结构Al^<3>离子导电固体电解质烧结性能和离子电导率的影响

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Journal of New Materials for Electrochemical Systems 8
影响因子：
0
作者：
K.Takada;H.-B.Sun;S.Kawata;M.Yogi et al.;Toshihiro Houdai;Yasunori Hasegawa et al.
通讯作者：
Yasunori Hasegawa et al.