プロトン含有酸化物の製造方法
プロトンを含むセラミックス材料開発のバラエティを豊かにする
概要
燃料電池や水電解セル等の電気化学デバイスの実用化を目的として、３００〜６００℃程度の中温域で安定な高プロトン伝導性酸化物の研究開発が進められている。しかし、既存材料の多くは、高温焼結を経て合成されるため、ペロブスカイト型又はその類縁の結晶系や特定の材料系に限られ、結晶構造や組成の自由度に制約があったため、実用的な材料の開発を限定的にしていた。
本発明は、塩基性酸化物とカルボン酸融液とを反応させることにより、酸化物中にプロトンを導入してプロトン含有酸化物を得る製造技術である。この方法によれば、従来は検討が困難であった各種セラミックスにもプロトン導入を行うことができ、材料選択の幅を広げうる。さらに、粉末状の原料に限らず、多孔体や緻密体の内部にもプロトンを導入できるため、電気化学デバイスに用いる多様な形態の部材へ適用の可能性があり、プロトン伝導性酸化物の実用化に貢献する。
プロトン含有酸化物の合成例
応用例
・燃料電池
・水電解セル
・水素センサー
関連文献
[1] Akihiro Ishii, et al., Proton conductivity of Li+–H+ exchanged Li7La3Zr2O12 dense membranes prepared by molten long-chain saturated fatty acids, Mater. Adv., 2024, 5, 1531-1539
[2] 石井 ほか, 脂肪酸融液を活用したプロトンセラミックス緻密体の低温合成技術, クリーンエネルギー, 2022, 31(12), 11-17
知的財産データ
知財関連番号 ： 特許第7819970号、US 2025/0214860
発明者 ： 石井 暁大、髙村 仁、久米 大輔
技術キーワード： 燃料電池、水素センサ、水電解、プロトン伝導体