| 講演名 | 2014-12-19 フッ素ドープ系B型炭酸アパタイトのイオン伝導特性(電池,電気化学,表面修飾,触媒,界面その場測定,キャパシタ) 小林 早紀, 久貫 悠美, 田中 優実, |
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| 抄録(和) | 組成式[Ca_<10-x>Na_<2x/3>][(PO_4)_<6-x>(CO_3)_x][(H_2O)_x(OH)_<2-x/3]で表されるB型炭酸アパタイト(BCA)は,特定の炭酸組成において800℃で10^<-3>Scm^<-1>程度の比較的高い酸化物イオン伝導を示す.また最近,BCAのOH^-イオンの一部をF^-イオンに置き換えたフッ素ドープB型炭酸アパタイト(FCA)が,BCAより高い導電率を示すことが分かってきた.そこで本研究では,BCA系化合物の組成と構造及びイオン伝導特性の関係をより包括的に調べることを目的に,炭酸含有率の異なるBCA及びそのフッ素ドープ体の合成を試みると共に,各試料の導電率を評価,比較した.CO_3^<2->とPO_4^<3->イオンの仕込みモル比(CO_3^<2->/PO_4^<3->)を2および15として合成した二種類のBCA粉末(BCA(2)及びBCA(15));焼結処理後のBCA(2)及びBCA(15)の組成はそれぞれx≃1.6及びx≃2.2)に対してそれぞれ所定量のフッ化物イオンを熱拡散させることで,最終的に,フッ素含有量が等しく炭酸含有量の異なる二種類のFCA焼結体(FCA(2):x≃0.6及びFCA(15):x≃1.5、フッ素含有量≃2wt%)を得ることに成功した.各焼結体の交流インピーダンス測定を行ったところ,今回作成したBCA焼結体において炭酸含有量の変化に伴う導電率の顕著な変化は見られなかったものの,F^-イオンをドープすることによりその値は300～700℃の温度範囲において最大15倍まで向上することが示された.また,FCA(2)とFCA(15)のイオン伝導の活性化エネルギーを比較したところ,フッ素含有量が同一であるにもかかわらず,前者の活性化エネルギー(1.8eV)は後者のそれ(1.4eV)よりも有意に高く,FCA中の炭酸含有量の違いがイオン伝導の活性化エネルギーに大きく影響を及ぼしているものと考えられた. |
| 抄録(英) | B-type carbonated apatite (BCA: [Ca_<10-x>Na_<2x/3>][(PO_4)_<6-x>(CO_3)_x][(H_2O)_x(OH)_<2-x/3>] with certain contents of CO_3^<2-> ions shows relatively high oxide ion conductivity of 10^<-3>Scm^<-1> at 800℃ and our recent study revealed that the conductivity is improved by the partial substitution of OH^- ions by F^- ions. Hence in this study, to evaluated the role of carbonate and fluoride ions in the conductivity, the contents of carbonate and fluoride ion in BCA were tried to be varied and the ionic conductivity of the resulted ceramics was compared in terms of the composition. XRD, FT-IR and F^- ion concentration measurements indicated the successful preparation of the two kinds of BCA powders with different carbonate content (x≃1.9 for BCA(2) and x≃2.6 for BCA(15)), and their F^- doped ceramics with the same fluoride ion content (≃2 wt%) and the different carbonate content of x≃0.6 (FCA(2)) and x≃1.5 (FCA(15)). According to the results of impedance measurements, the conductivity of BCA was proved to be efficiently improved by the F^--ion doping whereas the increased carbonate content in BCA had less contributions in conductivity of BCA. Furthermore, the activation energy for the ionic conductivity of FCA(2) was much higher than that of FCA(15), indicating the strong contribution of carbonate content to the activation energy of FCA. |
| キーワード(和) | 炭酸アパタイト / ドーピング / イオン伝導 / 固体電解質 |
| キーワード(英) | Carbonated apatite / Doping / Ionic conductivity / Solid electrolyte |
| 資料番号 | OME2014-69 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | OME |
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| 開催期間 | 2014/12/12(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Organic Material Electronics (OME) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | フッ素ドープ系B型炭酸アパタイトのイオン伝導特性(電池,電気化学,表面修飾,触媒,界面その場測定,キャパシタ) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Ionic conductive property of F^-doped B-type carbonate apatite |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 炭酸アパタイト / Carbonated apatite |
| キーワード(2)（和/英） | ドーピング / Doping |
| キーワード(3)（和/英） | イオン伝導 / Ionic conductivity |
| キーワード(4)（和/英） | 固体電解質 / Solid electrolyte |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 小林 早紀 / Saki KOBAYASHI |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京理科大学大学院総合化学研究科 Faculty of Engineering, Tokyo University of Science |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 久貫 悠美 / Yumi KUNUGI |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 九州大学大学院工学研究院 Faculty of Engineering, Kyushu University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 田中 優実 / Yumi TANAKA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京理科大学大学院総合化学研究科 Faculty of Engineering, Tokyo University of Science |
| 発表年月日 | 2014-12-19 |
| 資料番号 | OME2014-69 |
| 巻番号（vol） | vol.114 |
| 号番号（no） | 383 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 3 |
| 発行日 | |