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COMPOSITE MIXED CONDUCTOR commons

Patent code P110004243
File No. A151P33-2
Posted date Jul 8, 2011
Application number P2008-292866
Publication number P2009-087944A
Patent number P5126535
Date of filing Nov 15, 2008
Date of publication of application Apr 23, 2009
Date of registration Nov 9, 2012
Priority data
  • P2002-108504 (Apr 10, 2002) JP
Inventor
  • (In Japanese)高村 仁
  • (In Japanese)岡田 益男
Applicant
  • Japan Science and Technology Agency
Title COMPOSITE MIXED CONDUCTOR commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite mixed conductor in which oxygen permeability is high and degradation with time is hard to occur.
SOLUTION: An oxygen ion conductive phase is composed of gadolinium-added cerium oxide (GDC), an electronic conductive phase is composed of spinel type Fe complex oxide (CFO), particle sizes of both phases are 1 μm or less, and the both phases are homogeneously mixed and respectively form conductive networks. The both phases have a low solid solution degree, chemical reaction between both phases is hard to occur, and if it occurs, a heterogeneous phase is not formed which inhibits mixed conductivity.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


酸素イオン・電子混合導電体は、高い酸素イオン導電率と電子導電率を同時に有するものである。この物質を上述の分野に応用するためには、高い混合導電性が空気等の高酸素分圧から水素ガスやメタンといった極低酸素分圧に至る幅広い領域で維持され、かつ、通常使用される500~1000℃程度の温度で化学的、機械的に安定であることが要求される。



酸素イオン・電子混合導電体(混合導電体)には大きく分類して以下の2つの型がある。
(1)単相型混合導電体
これは、その物質自体が混合導電性を有するものであり、例としては、La-Sr-Co-Fe、およびLa-Sr-Ga-Fe系ペロブスカイト型酸化物が知られている(文献:Chem.Lett.,(1985)1743、Am.Ceram.Soc.Bull.,74(1995)71、Catal.Today,36(1997)265、SolidState Ionics,129(2000)285、Solid State Ionics,135(2000)631参照)。
(2)複合体型混合導電体
これは、単体としては、酸素イオン導電性または電子導電性のいずれか一方しか示さない物質を複合体とすることにより混合導電性を発現させるものであり、例としてはイオン導電体であるイットリウム安定化ジルコニア(YSZ)と電子伝導体である金属Pdの混合体やガドリニウム添加セリウム酸化物とLa-Sr-Mn系ペロブスカイト型酸化物の混合体等がある。
単相型混合導電体の場合は高い混合導電性が得られる物質系が非常に限られているのに対し、複合体型では幅広い材料が適用対象となりうる。また、複合体型混合導電体では数種類の物質を含有することから、副次的な機能、例えば触媒機能等を付与することも可能となる。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、酸素イオン・電子混合導電性および酸素透過という機能を有する複合体型混合導電体に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、燃料電池の電極材料や、空気からの酸素分離またはメタンの部分酸化に供される酸素透過膜として好適に使用され得る複合体型混合導電体に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
酸素イオン導電相及び電子導電相の各相が相互に混合されてなり、
上記酸素イオン導電相がガドリニウム添加セリウム酸化物(組成式:Ce1-xGdxO2-x/2、ただし0<x<0.5)からなり、
上記電子導電相がスピネル型Fe複合酸化物(組成式:MFe2O4、ただし、M=Mn,Fe,Co又はNi)からなり、
上記電子導電相の上記酸素イオン導電相に対する体積組成が、5%から40%までの範囲であり、
上記酸素イオン導電相及び上記電子導電相が、それぞれ0.2μmから0.5μmまでの範囲の微粒径を有し均一に混合されていて、上記各相がそれぞれ導電ネットワークを形成しており、
各々10nm程度の超微細な酸素イオン導電相及び電子導電相の混合状態となる粒界相が粒界領域に形成されている、複合体混合導電体。

【請求項2】
 
前記酸素イオン導電相は、酸素ガスの酸素イオン化及び酸素イオンの酸素化を促進する触媒を含有しているか、上記触媒が塗布されているか、または上記触媒を含有しかつ上記触媒が表面に塗布されている、請求項1に記載の複合体型混合導電体。

【請求項3】
 
前記触媒は、RuまたはNi、またはこれらの組み合わせである、請求項2に記載の複合体型混合導電体。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008292866thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Research and Development of System Technologies for Resource Recycling and Minimum Energy Requirement AREA
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