JP7390309B2 - リチウムイオン輸送特性が改良された固体ヨウ化リチウム電解質を備えた溶融流体電極装置 - Google Patents
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Claims (57)
- リチウムを含み、かつ少なくとも装置の動作温度範囲内において流体である流体負極、
少なくとも前記装置の動作温度範囲内において流体である流体正極、及び
前記流体負極と前記流体正極との間に配置され、少なくとも前記装置の動作温度範囲内において固体状態であり、かつ複数のリチウム陽イオン、複数のヨウ化物陰イオン及び複数の欠陥を含むヨウ化リチウム格子を有する、固体ヨウ化リチウム電解質
を含む、装置。 - 前記複数の欠陥が、複数のナノ粒子をヨウ化リチウムへ導入し、ヨウ化リチウムを形成することに関連する複数の粒界欠陥を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の粒界欠陥が、
複数のナノ粒子の粒界に生じる複数のナノ粒子粒界欠陥、及び
複数のナノ粒子を導入する前に形成され、複数のナノ粒子を導入した結果として少なくとも部分的にヨウ化リチウム格子内に維持される複数のピン留めされた粒界欠陥
のうちの少なくとも1つを含む、請求項2に記載の装置。 - 前記ナノ粒子が、酸化マグネシウム(MgO)を含む、請求項2に記載の装置。
- 前記ナノ粒子が、窒化ホウ素(BN)、酸化カルシウム(CaO)、タンタル(III)酸化物(Ta2O3)、酸化リチウム(Li2O)、酸化ベリリウム(BeO)、テルビウム(III)酸化物(Tb2O3)、ジスプロシウム(III)酸化物(Dy2O3)、二酸化トリウム(ThO2)、ガドリニウム(III)酸化物(Gd2O3))、エルビウム(III))酸化物(Er2O3)、イットリウム(III)酸化物(Y2O3)、塩化リチウム(LiCl)、ホルミウム(III)酸化物(Ho203)、ネオジム(III)酸化物(Nd2O3)、イッテルビウム(III)酸化物(Yb2O3)、ランタン(III)酸化物(La2O3)、プラセオジミウム(III)酸化物(Pr2O3)
、フッ化リチウム(LiF)、ルテチウム(III)酸化物(Lu2O3)、スカンジウム(III)酸化物(Sc2O3)、ツリウム(III)酸化物(Tm2O3)、サマリウム(III)酸化物(Sm2O3)、セリウム(III)酸化物(Ce2O3)、メンデレビウム(III)酸化物(Md2O3)、及びこれらの組み合わせからなる群か
ら選択される材料を含む、請求項2に記載の装置。 - 前記ナノ粒子が、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、フッ化マグネシウム(MgF2)、セリウム(IV)酸化物(Ce2O)、ウラニウム(IV)酸化物(U2O)、ユーロピウム(II)酸
化物(EuO)、二酸化ジルコニウム(ZrO2)、フッ化ナトリウム(NaF)、ユーロピウム(III)酸
化物(Eu2O3)、クリソベリル(BeAl2O4)、珪酸カルシウム(Ca2SiO4)、ハフニウム(IV)酸化
物(HfO2)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、Ca2Al2SiO7、アルミン酸マグネシウム(MgAl2O4)、カルシライト(KAlSiO4)、メタ珪酸マグネシウム(MgSiO3)、CaMg(SiO4 ) 2 、Ca3MgSi2O7、メルウィナイト(Ca3Mg(SiO 4 ) 2)、珪酸カルシウム(CaSiO3)、及びこれらの組み合わせ
からなる群から選択される材料を含む、請求項2に記載の装置。 - 前記ナノ粒子が、酸化マグネシウム(MgO)、窒化ホウ素(BN)、酸化カルシウム(CaO)、タンタル(III)酸化物(Ta2O3)、酸化リチウム(Li2O)、酸化ベリリウム(BeO)、テルビウム(III)酸化物(Tb2O3)、ジスプロシウム(III)酸化物(Dy2O3)、二酸化トリウム(ThO2)、ガドリ
ニウム(III)酸化物(Gd2O3)、エルビウム(III)酸化物(Er2O3)、イットリウム(III)酸化物(Y2O3)、塩化リチウム(LiCl)、ホルミウム(III)酸化物(Ho2O3)、ネオジム(III)酸化物(Nd2O3)、イッテルビウム(III)酸化物(Yb2O3)、ランタン(III)酸化物(La2O3)、プラセオジミ
ウム(III)酸化物(Pr2O3)、フッ化リチウム(LiF)、ルテチウム(lII)酸化物(Lu2O3)、スカ
ンジウム(III)酸化物(Sc2O3)、ツリウム(III)酸化物(Tm2O3)、サマリウム(III)酸化物(Sm2O3)、セリウム(III)酸化物(Ce2O3)、メンデレビウム(III)酸化物(Md2O3)、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、フッ化マグネシウム(MgF2)、セリウム(IV)酸化物(Ce2O)、ウラニウム(IV)酸化物(U2O)、ユーロピウム(II)酸化物(EuO)、二酸化ジルコニウム(ZrO2)、フッ化ナトリウム(NaF)、ユーロピウム(III)酸化物(Eu2O3)、クリソベリル(BeAl2O4)、珪酸カルシウム(Ca2SiO4)、ハフニウム(IV)酸化物(HfO2)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、Ca2Al2Si07、アルミン酸マグネシウム(MgAl2O4)、カルシライト(KAlSiO4)、メタ珪
酸マグネシウム(MgSiO3)、CaMg(SiO4)2、Ca3MgSi2O7、メルウィナイト(Ca3Mg(SiO4)2)、
珪酸カルシウム(CaSiO3)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項2に記載の装置。 - 前記複数の欠陥は、複数の2価置換欠陥を含む、請求項1記載の装置。
- 前記固体ヨウ化リチウム電解質が、イオンを引き起こす欠陥をさらに含み、前記複数の2価置換欠陥が、前記イオンを引き起こす欠陥に起因する2価置換欠陥を含む、請求項8に記載の装置。
- 前記イオンを引き起こす欠陥が、バリウム陽イオン(Ba2+)である、請求項9に記載の装置。
- 前記流体正極が、硫黄(S)を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記流体正極が、リン(P)を含む、請求項11に記載の装置。
- 前記装置の動作温度の範囲は、365℃~469℃の範囲内に含まれる、請求項1に記載の装置。
- 前記装置の動作温度の範囲は、375℃~444℃の範囲内に含まれる、請求項13に記載の装置。
- 前記装置の動作温度の範囲は、375℃~425℃の範囲内に含まれる、請求項14に記載の装置。
- 反応チャンバを前記装置の動作温度範囲内の動作温度に加熱するように配置され、かつ構成される加熱システムをさらに含む、請求項15に記載の装置。
- 前記固体ヨウ化リチウム電解質が中に分散されている多孔質の補強構造をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 前記補強構造は、開放型セル発泡体の区画を含み、前記固体ヨウ化リチウム電解質は、前記開放型セル発泡体の中に分散される、請求項17に記載の装置。
- 前記開放型セル発泡体が金属発泡体である、請求項18に記載の装置。
- 前記開放型セル発泡体が、カーボン開放型セル発泡体である、請求項18に記載の装置。
- 前記開放型セル発泡体が、セラミック開放型セル発泡体である、請求項18に記載の装置。
- 前記補強構造が、誘電体材料でコーティングされている、請求項17に記載の装置。
- 前記誘電体材料が、酸化マグネシウム(MgO)、窒化ホウ素(BN)、酸化カルシウム(CaO)、タンタル(III)酸化物(Ta2O3)、酸化リチウム(Li2O)、酸化ベリリウム(BeO)、テルビウム(III)酸化物(Tb2O3)、ジスプロシウム(III)酸化物(Dy2O3)、二酸化トリウム(ThO2)、ガド
リニウム(III)酸化物(Gd2O3)、エルビウム(III)酸化物(Er2O3)、イットリウム(III)酸化
物(Y2O3)、塩化リチウム(LiCl)、ホルミウム(III)酸化物(Ho2O3)、ネオジム(III)酸化物(Nd2O3)、イッテルビウム(III)酸化物(Yb2O3)、ランタン(III)酸化物(La2O3)、プラセオジミウム(III)酸化物(Pr2O3)、フッ化リチウム(LiF)、ルテチウム(lII)酸化物(Lu2O3)、ス
カンジウム(III)酸化物(Sc2O3)、ツリウム(III)酸化物(Tm2O3)、サマリウム(III)酸化物(Sm2O3)、セリウム(III)酸化物(Ce2O3)、メンデレビウム(III)酸化物(Md2O3)、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、フッ化マグネシウム(MgF2)、セリウム(IV)酸化物(Ce2O)、ウラニウム(IV)酸化物(U2O)、ユーロピウム(II)酸化物(EuO)、二酸化ジルコニウム(ZrO2)、フッ化ナトリウム(NaF)、ユーロピウム(III)酸化物(Eu2O3)、クリソベリル(BeAl2O4)、珪酸カルシウム(Ca2SiO4)、ハフニウム(IV)酸化物(HfO2)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、Ca2Al2Si07、アルミン酸マグネシウム(MgAl2O4)、カルシライト(KAlSiO4)、メタ
珪酸マグネシウム(MgSiO3)、CaMg(SiO4)2、Ca3MgSi2O7、メルウィナイト(Ca3Mg(SiO4)2)
、珪酸カルシウム(CaSiO3)、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項22に記載の装置。 - 前記補強構造が、鋳鉄、低合金鋼、ステンレス鋼、SS316ステンレス鋼、SS304ステンレス鋼、SS410ステンレス鋼、Ti合金、Ni合金、W合金、モリブデン、Mo合金、TZMモリブデ
ン、タンタル、ニオブ、レニウム、Ta合金、Nb合金、窒化珪素(Si3Ni4)、アルミナ(AI2O3)、炭化珪素(SiC)、B4C、マグネシア(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、窒化ホウ素(BN)、ジ
ルコニア、コージェライト、アルミノ珪酸塩、Macor(登録商標)、ムライト、窒化アルミ
ニウム(AlN)、グラファイト、炭素、ステアタイトL-5、石英、サファイア、シリコン、シリカガラス、ソーダガラス、ホウ珪酸塩、レンガ、石材、コンクリート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項17に記載の装置。 - 前記補強構造が、酸化マグネシウム(MgO)、窒化ホウ素(BN)、酸化カルシウム(CaO)、タンタル(III)酸化物(Ta2O3)、酸化リチウム(Li2O)、酸化ベリリウム(BeO)、テルビウム(III)酸化物(Tb2O3)、ジスプロシウム(III)酸化物(Dy2O3)、二酸化トリウム(ThO2)、ガドリ
ニウム(III)酸化物(Gd2O3)、エルビウム(III)酸化物(Er2O3)、イットリウム(III)酸化物(Y2O3)、塩化リチウム(LiCl)、ホルミウム(III)酸化物(Ho2O3)、ネオジム(III)酸化物(Nd2O3)、イッテルビウム(III)酸化物(Yb2O3)、ランタン(III)酸化物(La2O3)、プラセオジミ
ウム(III)酸化物(Pr2O3)、フッ化リチウム(LiF)、ルテチウム(lII)酸化物(Lu2O3)、スカ
ンジウム(III)酸化物(Sc2O3)、ツリウム(III)酸化物(Tm2O3)、サマリウム(III)酸化物(Sm2O3)、セリウム(III)酸化物(Ce2O3)、メンデレビウム(III)酸化物(Md2O3)、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、フッ化マグネシウム(MgF2)、セリウム(IV)酸化物(Ce2O)、ウラニウム(IV)酸化物(U2O)、ユーロピウム(II)酸化物(EuO)、二酸化ジルコニウム(ZrO2)、フッ化ナトリウム(NaF)、ユーロピウム(III)酸化物(Eu2O3)、クリソベリル(BeAl2O4)、珪酸カルシウム(Ca2SiO4)、ハフニウム(IV)酸化物(HfO2)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、Ca2Al2Si07、アルミン酸マグネシウム(MgAl2O4)、カルシライト(KAlSiO4)、メタ珪
酸マグネシウム(MgSiO3)、CaMg(SiO4)2、Ca3MgSi2O7、メルウィナイト(Ca3Mg(SiO4)2)、
珪酸カルシウム(CaSiO3)、炭化タンタル(TaC)、窒化タンタル(TaN)、二ホウ化タンタル(TaB2)、炭化タングステン(WC)、二ホウ化タングステン(WB2)、炭化ハフニウム(HfC)、窒化ハフニウム(HfN)、二ホウ化ハフニウム(HfB2)、炭化ジルコニウム(ZrC)、窒化ジルコニウム(ZrN)、二ホウ化ジルコニウム(ZrB2)、炭化珪素(SiC)、窒化珪素(Si3Ni4)、ニオブ炭化物(NbC)、窒化ニオブ(NbN)、二ホウ化ニオブ(NbB2)、炭化チタン(TiC)、窒化チタン(TiN)、二ホウ化チタン(T1B2)、バナジウム炭化物(VC)、バナジウム窒化物(VN)、炭化ホウ素(B4C)、窒化アルミニウム(AlN)、アルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)、及びこれらの組み合わ
せからなる群より選択される材料を含む、請求項17に記載の装置。 - 前記固体ヨウ化リチウム電解質と前記流体負極との間に保護ヨウ化リチウム層をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 前記固体ヨウ化リチウム電解質が、少なくとも前記動作温度範囲内においてリチウムと反応できる材料を含み、前記保護ヨウ化リチウム層が、前記固体ヨウ化リチウム電解質中の前記材料の濃度よりも低い該材料の濃度を有す、請求項26に記載の装置。
- 前記保護ヨウ化リチウム層中の前記材料の濃度がゼロである、請求項27に記載の装置。
- 前記保護ヨウ化リチウム層が別の複数の欠陥を含む、請求項27に記載の装置。
- 前記別の複数の欠陥が、前記動作温度範囲中のリチウムと反応できない材料から生じる、請求項29に記載の装置。
- 前記別の複数の欠陥は、複数の粒界欠陥と複数の2価置換欠陥のうちの少なくとも1つを含む、請求項30に記載の装置。
- リチウムを含み、かつ少なくとも装置の動作温度範囲内において流体である流体負極、
少なくとも前記装置の動作温度範囲内において流体である流体正極、
多孔質の補強構造、及び
ヨウ化リチウムを含み、前記流体負極と前記流体正極との間に配置され、前記多孔質の補強構造の中に分散され、少なくとも前記装置の動作温度範囲内において固体状態であり、かつ複数のリチウム陽イオン及び複数のヨウ化物陰イオンを含むヨウ化リチウム格子を有する固体電解質
を含む、装置。 - 前記補強構造が、開放型セル発泡体の区画を含み、前記固体電解質が、前記開放型セル発泡体内に分散される、請求項32に記載の装置。
- 前記開放型セル発泡体が、金属発泡体である、請求項33に記載の装置。
- 前記開放型セル発泡体が、カーボン開放型セル発泡体である、請求項33に記載の装置。
- 前記開放型セル発泡体が、セラミック開放型セル発泡体である、請求項33に記載の装置。
- 前記補強構造が誘電体材料でコーティングされている、請求項32に記載の装置。
- 前記誘電体材料が、酸化マグネシウム(MgO)、窒化ホウ素(BN)、酸化カルシウム(CaO)、タンタル(III)酸化物(Ta2O3)、酸化リチウム(Li2O)、酸化ベリリウム(BeO)、テルビウム(III)酸化物(Tb2O3)、ジスプロシウム(III)酸化物(Dy2O3)、二酸化トリウム(ThO2)、ガド
リニウム(III)酸化物(Gd2O3)、エルビウム(III)酸化物(Er2O3)、イットリウム(III)酸化
物(Y2O3)、塩化リチウム(LiCl)、ホルミウム(III)酸化物(Ho2O3)、ネオジム(III)酸化物(Nd2O3)、イッテルビウム(III)酸化物(Yb2O3)、ランタン(III)酸化物(La2O3)、プラセオジミウム(III)酸化物(Pr2O3)、フッ化リチウム(LiF)、ルテチウム(lII)酸化物(Lu2O3)、ス
カンジウム(III)酸化物(Sc2O3)、ツリウム(III)酸化物(Tm2O3)、サマリウム(III)酸化物(Sm2O3)、セリウム(III)酸化物(Ce2O3)、メンデレビウム(III)酸化物(Md2O3)、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、フッ化マグネシウム(MgF2)、セリウム(IV)酸化物(Ce2O)、ウラニウム(IV)酸化物(U2O)、ユーロピウム(II)酸化物(EuO)、二酸化ジルコニウム(ZrO2)、フッ化ナトリウム(NaF)、ユーロピウム(III)酸化物(Eu2O3)、クリソベリル(BeAl2O4)、珪酸カルシウム(Ca2SiO4)、ハフニウム(IV)酸化物(HfO2)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、Ca2Al2Si07、アルミン酸マグネシウム(MgAl2O4)、カルシライト(KAlS1O4)、メタ
珪酸マグネシウム(MgSiO3)、CaMg(SiO4)2、Ca3MgSi2O7、メルウィナイト(Ca3Mg(SiO4)2)
、珪酸カルシウム(CaSiO3)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項37に記載の装置。 - 前記補強構造が、鋳鉄、低合金鋼、ステンレス鋼、SS316ステンレス鋼、SS304ステンレス鋼、SS410ステンレス鋼、Ti合金、Ni合金、W合金、モリブデン、Mo合金、TZMモリブデ
ン、タンタル、ニオブ、レニウム、Ta合金、Nb合金、窒化珪素(Si3Ni4)、アルミナ(AI2O3)、炭化珪素(SiC)、B4C、マグネシア(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、窒化ホウ素(BN)、ジ
ルコニア、コージェライト、アルミノ珪酸塩、Macor(登録商標)、ムライト、窒化アルミ
ニウム(AlN)、グラファイト、炭素、ステアタイトL-5、石英、サファイア、シリコン、シリカガラス、ソーダガラス、ホウ珪酸塩、レンガ、石材、コンクリート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項32に記載の装置。 - 前記補強構造が、酸化マグネシウム(MgO)、窒化ホウ素(BN)、酸化カルシウム(CaO)、タンタル(III)酸化物(Ta2O3)、酸化リチウム(Li2O)、酸化ベリリウム(BeO)、テルビウム(III)酸化物(Tb2O3)、ジスプロシウム(III)酸化物(Dy2O3)、二酸化トリウム(ThO2)、ガドリ
ニウム(III)酸化物(Gd2O3)、エルビウム(III)酸化物(Er2O3)、イットリウム(III)酸化物(Y2O3)、塩化リチウム(LiCl)、ホルミウム(III)酸化物(Ho2O3)、ネオジム(III)酸化物(Nd2O3)、イッテルビウム(III)酸化物(Yb2O3)、ランタン(III)酸化物(La2O3)、プラセオジミ
ウム(III)酸化物(Pr2O3)、フッ化リチウム(LiF)、ルテチウム(lII)酸化物(Lu2O3)、スカ
ンジウム(III)酸化物(Sc2O3)、ツリウム(III)酸化物(Tm2O3)、サマリウム(III)酸化物(Sm2O3)、セリウム(III)酸化物(Ce2O3)、メンデレビウム(III)酸化物(Md2O3)、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、フッ化マグネシウム(MgF2)、セリウム(IV)酸化物(Ce2O)、ウラニウム(IV)酸化物(U2O)、ユーロピウム(II)酸化物(EuO)、二酸化ジルコニウム(ZrO2)、フッ化ナトリウム(NaF)、ユーロピウム(III)酸化物(Eu2O3)、クリソベリル(BeAl2O4)、珪酸カルシウム(Ca2SiO4)、ハフニウム(IV)酸化物(HfO2)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、Ca2Al2Si07、アルミン酸マグネシウム(MgAl2O4)、カルシライト(KAlS1O4)、メタ珪
酸マグネシウム(MgSiO3)、CaMg(SiO4)2、Ca3MgSi2O7、メルウィナイト(Ca3Mg(SiO4)2)、
珪酸カルシウム(CaSiO3)、炭化タンタル(TaC)、窒化タンタル(TaN)、二ホウ化タンタル(TaB2)、炭化タングステン(WC)、二ホウ化タングステン(WB2)、炭化ハフニウム(HfC)、窒化ハフニウム(HfN)、二ホウ化ハフニウム(HfB2)、炭化ジルコニウム(ZrC)、窒化ジルコニウム(ZrN)、二ホウ化ジルコニウム(ZrB2)、炭化珪素(SiC)、窒化珪素(Si3Ni4)、ニオブ炭化物(NbC)、窒化ニオブ(NbN)、二ホウ化ニオブ(NbB2)、炭化チタン(TiC)、窒化チタン(TiN)、二ホウ化チタン(T1B2)、バナジウム炭化物(VC)、バナジウム窒化物(VN)、炭化ホウ素(B4C)、窒化アルミニウム(AlN)、アルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)、及びそれらの組み合わ
せからなる群から選択される材料を含む、請求項32に記載の装置。 - 前記固体電解質が、複数の欠陥を含む、請求項32に記載の装置。
- 前記複数の欠陥が、ナノ粒子との粒界に生じる複数の粒界欠陥を含む、請求項41に記載の装置。
- 前記ナノ粒子が、マグネシウム陽イオンを含む、請求項42に記載の装置。
- 前記ナノ粒子が、酸化マグネシウム(MgO)を含む、請求項43に記載の装置。
- 前記ナノ粒子が、窒化ホウ素(BN)、酸化カルシウム(CaO)、タンタル(III)酸化物(Ta2O3)、酸化リチウム(Li2O)、酸化ベリリウム(BeO)、テルビウム(III)酸化物(Tb2O3)、ジスプロシウム(III)酸化物(Dy2O3)、二酸化トリウム(ThO2)、ガドリニウム(III)酸化物(Gd2O3))、エルビウム(III))酸化物(Er2O3))、イットリウム(III)酸化物(Y2O3)、塩化リチウム(LiCl)、ホルミウム(III)酸化物(Ho203)、ネオジム(III)酸化物(Nd2O3)、イッテルビウム(III)酸化物(Yb2O3)、ランタン(III)酸化物(La2O3)、プラセオジミウム(III)酸化物(Pr2O3)、フッ化リチウム(LiF)、ルテチウム(III)酸化物(Lu2O3)、スカンジウム(III)酸化物(Sc2O3)、ツリウム(III)酸化物(Tm2O3)、サマリウム(III)酸化物(Sm2O3)、セリウム(III)酸化物(Ce2O3)、メンデレビウム(III)酸化物(Md2O3)、及びこれらの組み合わせからなる群か
ら選択される材料を含む、請求項42に記載の装置。 - 前記ナノ粒子が、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、フッ化マグネシウム(MgF2)、セリウム(IV)酸化物(Ce2O)、ウラニウム(IV)酸化物(U2O)、ユーロピウム(II)酸
化物(EuO)、二酸化ジルコニウム(ZrO2)、フッ化ナトリウム(NaF)、ユーロピウム(III)酸
化物(Eu2O3)、クリソベリル(BeAl2O4)、珪酸カルシウム(Ca2SiO4)、ハフニウム(IV)酸化
物(HfO2)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、Ca2Al2Si07、アルミン酸マグネシウム(MgAl2O4)、カルシライト(KAlSiO4)、メタ珪酸マグネシウム(MgSiO3)、CaMg(SiO4)2、Ca3MgSi2O7
、メルウィナイト(Ca3Mg(SiO4)2)、珪酸カルシウム(CaSiO3)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項42に記載の装置。 - 前記ナノ粒子が、酸化マグネシウム(MgO)、窒化ホウ素(BN)、酸化カルシウム(CaO)、タンタル(III)酸化物(Ta2O3)、酸化リチウム(Li2O)、酸化ベリリウム(BeO)、テルビウム(III)酸化物(Tb2O3)、ジスプロシウム(III)酸化物(Dy2O3)、二酸化トリウム(ThO2)、ガドリ
ニウム(III)酸化物(Gd2O3)、エルビウム(III)酸化物(Er2O3)、イットリウム(III)酸化物(Y2O3)、塩化リチウム(LiCl)、ホルミウム(III)酸化物(Ho2O3)、ネオジム(III)酸化物(Nd2O3)、イッテルビウム(III)酸化物(Yb2O3)、ランタン(III)酸化物(La2O3)、プラセオジミ
ウム(III)酸化物(Pr2O3)、フッ化リチウム(LiF)、ルテチウム(lII)酸化物(Lu2O3)、スカ
ンジウム(III)酸化物(Sc2O3)、ツリウム(III)酸化物(Tm2O3)、サマリウム(III)酸化物(Sm2O3)、セリウム(III)酸化物(Ce2O3)、メンデレビウム(III)酸化物(Md2O3)、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、フッ化マグネシウム(MgF2)、セリウム(IV)酸化物(Ce2O)、ウラニウム(IV)酸化物(U2O)、ユーロピウム(II)酸化物(EuO)、二酸化ジルコニウム(ZrO2)、フッ化ナトリウム(NaF)、ユーロピウム(III)酸化物(Eu2O3)、クリソベリル(BeAl2O4)、珪酸カルシウム(Ca2SiO4)、ハフニウム(IV)酸化物(HfO2)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、Ca2Al2Si07、アルミン酸マグネシウム(MgAl2O4)、カルシライト(KAlSiO4)、メタ珪
酸マグネシウム(MgSiO3)、CaMg(SiO4)2、Ca3MgSi2O7、メルウィナイト(Ca3Mg(SiO4)2)、
珪酸カルシウム(CaSiO3)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項42に記載の装置。 - 前記複数の欠陥が、複数の2価置換欠陥を含む、請求項41に記載の装置。
- 前記固体電解質が、イオンを引き起こす欠陥をさらに含み、前記複数の2価置換欠陥が
、前記イオンを引き起こす欠陥に起因する2価置換欠陥を含む、請求項48に記載の装置
。 - 前記イオンを引き起こす欠陥が、バリウム陽イオン(Ba2+)である、請求項49に記載の装置。
- 前記流体正極が、硫黄(S)を含む、請求項32に記載の装置。
- 前記流体正極が、リン(P)を含む、請求項51に記載の装置。
- 前記装置の動作温度の範囲は、365℃~469℃の範囲内に含まれる、請求項32に記載の装置。
- 前記装置の動作温度の範囲は、375℃~444℃の範囲内に含まれる、請求項53に記載の装置。
- 前記装置の動作温度の範囲は、375℃~425℃の範囲内に含まれる、請求項54に記載の装置。
- 反応チャンバを前記装置の動作温度範囲内の動作温度に加熱するように配列され、かつ構成される加熱システムをさらに含む、請求項32に記載の装置。
- 前記固体電解質が、少なくとも純度99%のヨウ化リチウムである、請求項32に記載の
装置。
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