Analcime with high sodium ion conduction as a solid electrolyte
Takeshi Hashishin, Hiroto Shimomura, Ryo Kamiyama, Motohide Matsuda*
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jpcc.2c05802
ゼオライトはSi、Alおよび酸素といった資源豊富な元素からなり、吸着材、触媒、ガス分離材など彼らの化学的特性に着目した応用例は多い。一方、ゼオライトの物理的特性はいまだ十分に明らかにされておらず、その応用は未踏分野である。ゼオライトはその組成や構造の違いにより200種類以上が報告されている。本研究で注目されたアナルサイムは、現在広く利用されているA型やＹ型のように応用上有益な化学的特性を示さず、しばしば工業的不要物として扱われていた。本研究では、アナルサイムが高いNaイオン伝導性を示すことを見出し、そのナトリウムイオンが伝導する方向が<211>と<110>であることを単結晶構造解析と交流インピーダンス法により明らかにした。さらに、単結晶と同程度（0.44 S/cm at 873 K）のイオン伝導度を示す多結晶緻密体の作製にも成功し、固体電解質への応用が可能であることを提示した。一例として、アナルサイム多結晶緻密体を固体電解質とする化学センサを試作し、二酸化炭素のセンシングを検討した結果、固体電解質としてよく知られるNASICONで作られたセンサと同レベルの二酸化炭素検知(225 mV at 723 K)が可能であることを見出し、アナルサイムが低コスト固体電解質の一候補と成り得ることを明示した。
- 2022/11/09
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- 10月12日付けで、町田研のD-SIMSを用いた研究成果がACS系学術論文誌(JPCC)に掲載されました。
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