高温固体電解質を用いた先進的核熱変換プロセスと高温ガス炉による電力水素併産システムに関する研究,2; 高温作動型固体電解質のナノ薄膜合成

石山 新太郎

日本金属学会誌, 66(11), p.1150 - 1156, 2002/11

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jinstmet1952/66/11/66_11_1150/_pdf

高温ガス炉から供給される核熱エネルギーを利用してメタン原料から固体電解質により極めて高い効率で電力及び水素を併産できる新しいエネルギー変換技術の確立を目指して、800~1000の高温領域で高いイオン伝導性を有し、かつ起電力時の固有抵抗損の少ない薄膜高温固体電解質を開発するため、スピンコート中でゾルーゲル合成を行う薄膜合成法によりCeSmO薄膜を生成し、この薄膜の基本的特性を調べた。その結果、下記結論が得られた。(1)スピンコート中にエチレングリコール系溶液中のCe(NO)6HO及びSm(NO)6HOのゾルーゲル化合成反応を進行させることによってサファイア基盤上に数10~100nmの緻密なCeSmOナノ薄膜を生成した。(2)スピンコート後の成膜を1000で焼成処理するによってほぼ完全なCeSmO結晶構造を有し極めて緻密なナノ薄膜固体電解質を生成することに成功した。(3)このナノ薄膜は、1000で1.4Scmの極めて高いイオン伝導率を示すことが明らかとなった。この値は、高温作動型固体電解質において世界最高値である。