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プロトン・電子混合伝導体及びその製造方法と用途

シーズコード S090000308
掲載日 2009年9月14日
研究者
  • 細野 秀雄
  • 林 克郎
  • 平野 正浩
技術名称 プロトン・電子混合伝導体及びその製造方法と用途
技術概要 水素アニオン及び水酸基を包接させた12CaO・7Al化合物、12SrO・7Al化合物、または12CaO・7Al化合物と12SrO・7Al化合物との固溶体の水素アニオンから「電子」を熱解離させ、また、その化合物又は固溶体に包接されている水酸基、水素原子及び水素アニオン間の相互作用により「プロトン」を生じさせた、プロトンの輸率が、0.01以上であり、水素雰囲気中、温度700℃以上において、全伝導率が1×10-3S・cm-1以上の値を示すプロトン・電子混合伝導体である。プロトン・電子混合伝導体の製造法は先の化合物又は固溶体を、1000ppm以上の水素を含む水素雰囲気中において、700℃以上1300℃以下に加熱して、該化合物又は固溶体中に含まれる水素種が該雰囲気と平衡になるように保持することによる。これにより、優れた水素透過性を得る。用途として、高分子電解質燃料電池用の燃料として用いる水素を生産する場合、一酸化炭素の透過は皆無であるため、好適である。
研究分野
  • セラミック・陶磁器の製造
  • 混合伝導
展開可能なシーズ 高温において、高いプロトン-電子混合伝導率を有し、かつ緻密化や薄膜化が容易であるなど水素透過膜として優れた特徴を有する、ペロブスカイト型金属酸化物に替わる新規材料を提供する。
プロトン・電子混合伝導体の原料であるカルシウムとアルミニウムは、極めて入手しやすく安価であるために、水素ガス抽出系を安価に構築することができる。また、ペロブスカイト系酸化物に比べて、当該原料は焼結の際の完全緻密化を達成し易いために、水素を含有するガス中から水素ガスの抽出の際の不要なガスの物理的な透過を抑制することができる。
用途利用分野 固体プロトン伝導体、燃料電池材料
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, . 細野 秀雄, 林 克郎, 平野 正浩, . プロトン・電子混合伝導体及びその製造方法と用途. 特開2005-067915. 2005-03-17
  • C04B  35/44     
  • C04B  41/80     
  • H01B   1/06     
  • C01F   7/16     
  • H01M   8/06     

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