高出力マイクロ燃料電池用BaCeO3固体電解質の合成と原子レベルでの微細構造解析

高功率微型燃料电池用BaCeO3固体电解质的合成及原子级微观结构分析

基本信息

批准号：
05F05623
负责人：
森利之
金额：
$ 1.54万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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

项目摘要

次世代マイクロ燃料電池用固体電解質として、注目されているプロトン伝導体BaCeO3系化合物を対象に、ナノサイズの粒径を有するナノセラミックス中に現れるといわれている、高速プロトン拡散現象をバルク固体の中で精査し、この現象を最大化させる(プロトン伝導度を最大化させる)ために必要なナノ構造の特徴について検討することを目的にした。ナノサイズ球状BaCeO_3粉末,Ba(Ce_<0.8>Y_<0.2>)O_3粉末及びBa(Ce_<0.8>Sm_<0.2>)O_3粉末の合成に取り組み、900℃において、分散性の高いペロブスカイト単一相からなる分散性の高いナノ球状粉末の合成に成功し、その焼結挙動を注意深く観察し、最適な焼結方法を提案することにより、従来の高密度化に必要であるとされていた1500℃よりも、300℃以上低い、1100から1200℃において理論密度の95%以上に緻密化した焼結体の作製に成功した。焼結温度をかえて、緻密焼結体を作成することで、平均粒径400nmから1ミクロン(1000nm)の緻密焼結体を作成し、300℃から600℃における直流の導電率を測定したところ、平均粒径700nm付近に極大値が確認された。この傾向の妥当性を確認するべく、湿潤環境中のおける導電率測定を行ったところ、導電率の増大は確認されたが、導電率の焼結体中の平均粒径依存性は、まったく同じく平均粒径700nm付近に極大値をもつ傾向が確認された。今回の検討では、ナノ領域において現れることが期待された、特有の大きな導電率の向上は、作製したバルク体の中では確認できなかった。ナノ領域において大きな導電率の向上が確認される組成と今回の研究であつかった組成のバルク体中の微細構造を精査することで、ナノ構造と導電率の関係が明らかにされるものと期待される。

高速质子扩散现象，据说出现在具有纳米剂的纳米室中，用于质子 - 连导体Baceo3系统的重点，该化合物吸引了作为下一代微型燃料细胞的固体电解质检查最大化这种现象所需的纳米结构的特征（最大化质子群）。纳米 - 尺寸球形baceo_3粉末，ba（ce_ <0.8> y__ <0.2>）o_3粉末和ba（ce_ <0.8> sm_ <0.2>）o_3 o_3 o_3 pelob -scight单相，高分布在900°C 1500°C。这对于传统的高密度是必不可少在1100至1200°C时的理论密度通过更改烧结温度，创建致密的烧烤电池，以创建1微米（1000 nm）的致密烧烤，从平均粒径400 nm到1微米（1000 nm），并从300°测量DC导电速率C至600°C，在700 nm附近确认平均晶粒尺寸。为了确认此趋势的有效性，湿环境中的导电速率测量得到了确认，电导率增加了，但是导电速率的平均粒径依赖性完全相同。价格接近700 nm的平均粒径。在这项研究中，预计将出现在纳米区域的特定大型导电速率无法在创造的散装体中得到证实。预计纳米结构与电导率之间的关系将通过仔细检查纳米区域的大电导率和本研究中构成体内的良好结构来揭示。