在低溫區域之質子傳導率為世界最高水準的新材料

 

刊登日期:2020/7/14
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東京工業大學於日前發表發現了一項在中低溫區域能呈現世界最高水準之質子傳導率(Proton Conductivity)的新材料「Ba5Er2Al2ZrO13」,並與澳洲核能科學與技術組織(ANSTO)共同實施中子繞射(Neutron Diffraction)測定與結晶構造解析,進而確認了新材料的高質子傳導率運作機制。

目前已達到實用化的固體氧化物燃料電池(SOFC)為了擴大用途,對於300~600 ℃中低溫區域具有高質子傳導率的材料需求漸增,但既有的可用材料傳導率低,需要經過化學置換,仍有穩定性、高純度試樣合成等課題有待解決。而此次開發的新型質子傳導體則不需要化學置換,且呈現高質子傳導率。

在過去的研究中,並未將六方鈣鈦礦相關氧化物視為質子傳導體,而研究團隊發現的「Ba5Er2Al2ZrO13」,氧氣空孔原本就存在於h′層中,不需化學置換即呈現高質子傳導率。此外,從結晶構造解析與熱重量測定可知質子實際存在於h′層中,擔任電氣傳導的功能。

六方鈣鈦礦相關氧化物中,還有許多物質如同「Ba5Er2Al2ZrO13」在構造中具有h′層,這些物質也可能會呈現高質子傳導率,因此今後可望會有更多新的質子傳導體被發現,將有助於應用在燃料電池、感測器的開發上。


資料來源: https://www.titech.ac.jp/news/2020/047117.html
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