No.2ベストアンサー
- 回答日時:
SOFCにダイレクトな質問をはじめて見ました。
答えられてちょっと嬉しいです。
まずは、ジルコニアの基本的なところから・・
ジルコニアは名前の通り、ジルコニウムの酸化物です。
高い硬度を持ち、その透明性から人造ダイヤとして利用されています。
また、低温では斜方晶、高温では正方晶になります。
>「ニア」は酸化物の語尾みたいなもんです
>チタニウム→チタニア、アルミニウム→アルミナ(アルミニア?)
高温での利用が可能な材料として、酸化物の研究が多く成されたわけですが、
ジルコニアはその結晶構造の転位が原因で、昇降温に対して、弱点があります。
そこで、低温でも、ジルコニアを正方晶で安定させる研究が行われました。
その結果つくられたのが「安定化ジルコニア」です。
そして、その際にイットリア(イットリウムの酸化物)が添加され、
作られたのが、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)です。
このYSZは低温でも高温でも正方晶であるため、大変高い安定性を持ちます。
また、ジルコニアとイットリアでは酸素の数がことなるため、
YSZの中には酸素イオンの欠陥があります。
さて、ここで燃料電池についてですが、
燃料電池の電解質に必要な特性は「高いイオン導電性と低い電子導電性」です。
YSZはというと、低温でも高温でも電子導電性は低いです。
また、高温域で高い酸素イオン導電性を示します。
これは前述の「酸素イオンの欠陥」が半導体へのドーピングの役割をする為です。
しかし、YSZが高いイオン伝導性を示すのはかなり高い温度が必要なため、
燃料電池全体を高温にする必要があります。
そこで、YSZよりも低温で高いイオン導電性のある材料の開発が続いています。
・・もうなにか良いものができたかな?・・
ちなみに、SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)ですので、
「固体酸化物型燃料電池」ですが、慣例で「固体電解質型燃料電池」と言われます。
他に燃料電池の種類はアルカリ型(AFC)、炭酸溶融炎型(MCFC)、
燐酸型(PAFC)、固体高分子型(PEFC)等があります。
No.1
- 回答日時:
固体電解質については下記URLをご参照下さい.燃料電池の心臓部とも言える部分です.
http://www.1ban.co.jp/tachibana/geppo_bn/200202/ …
http://unit.aist.go.jp/energyelec/fuelcell/mater …
ここにジルコニアが使われる理由は,電子伝導性が高いことと,高温における安定性などです.なお,検索などをする場合には,ジルコニアよりも「酸化ジルコニウム」の方がいいと思います.
この回答へのお礼
お礼日時:2002/12/02 16:37
酸化ジルコニウム=ジルコニアですよね?
しっかりURL見させていただきました。なかなか専門用語が多かったですが、役に立ちました。ありがとうございました。
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