JPH0528820A - 混合イオン導電体および合成法 - Google Patents

混合イオン導電体および合成法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、燃料電池、センサーなど電気化学
デバイスに関するもので、特にプロトンもしくは酸化物
イオン伝導する超イオン伝導体とその合成法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 ＢａＣｅ1-xＧｄxＯ3-α（０．２３＞ｘ＞
０．１６，１．５＞α＞０）で現される組成の酸化物あ
るいは多結晶焼結体。ｘ＝０．２の時図２に示す導電率
性能を示す。焼結体の密度が、理論密度の９６．５％以
上であり、多結晶体の粒塊が、０．１μｍから１０μｍ
の大きさで構成されている。その酸化物の合成におい
て、最終焼成の前の粉末粒径を３μｍ以下に粉砕するこ
とと、脱水真空乾燥すること、更に、１６３５℃から１
６６５℃の間の温度で焼成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池、センサーな
ど電気化学デバイスに用いる混合イオン導電体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】イオン伝導体としては、溶液系、溶融塩
系、固体系がある。電池、センサー、燃料電池などの電
気化学反応を利用するデバイスのほとんどは、固体系に
比べイオン伝導度が大きい溶液系、溶融塩系が用いられ
ている。しかしながら、溶液の蒸発、散出、あるいは漏
液のない全て固体系の電気化学デバイスを創出すること
が、各種分野で切望されている。
【０００３】イオン結晶性固体は、融点直下では、多か
れ少なかれイオンの結晶内拡散によるイオン伝導性を示
すが、1914年、Tubant等は、融点よりもずっと低い温度
で溶液に匹敵するような高いイオン伝導性を有する銀イ
オン伝導体(ＡｇＩ)を見いだした。1960年代には、酸素
イオン伝導体である安定化ジルコニアや、ナトリウムイ
オン伝導体であるNa-β-アルミナが発見され、なるだけ
低い温度で大きなイオン伝導性を示す物質の探索研究が
進められるようになった。その後、これらのイオン伝導
体は、各種センサーや固体電池、各種記憶素子 や表示
素子、燃料電池への応用で脚光をあびるようになり、固
体イオニクスという一つの分野を形成するまでになって
きた。
【０００４】一方、６００℃以上でジルコニア系以外に
高いイオン伝導性を示すものに、ビスマス酸化物系、セ
リア系が報告されている。しかしながら、これらの系は
還元雰囲気に弱く、化学的に不安定なので電気化学デバ
イス、特に燃料電池などには適さない。また、多種の複
合酸化物のイオン導電体が報告されているが、イオン伝
導度も低く、化学的安定性も悪いものが多い。しかし、
ある種のペロブスカイト型酸化物は化学的に安定で、プ
ロトンと酸化物イオンの混合イオン導伝性を示し、１０
００℃でＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）に近い
導伝率をもつ。ペロブスカイト型酸化物系の中でもＢａ
ＣｅＯ3−αに第３元素を添加した系が系統的に調べら
れ、第３元素にＹ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄを添加した酸化物
では、１０００℃で８ｘ１０-2Ｓ／ｃｍ（ＢａＣｅ0.9
（Ｙ，Ｎｄ，Ｓｍ）0.1Ｏ3-α）、８００℃で４．３ｘ
１０-2Ｓ／ｃｍ，６００℃で１．６ｘ１０-2Ｓ／ｃｍ
（ＢａＣｅ0.85Ｇｄ0.15Ｏ3-α）、導電率であることが
報告されている。
【０００５】ＢａＣｅ1-xＧｄxＯ3-αについて、N.Bona
nosらが系統的に調べている。しかしながら、それらの
焼結体の密度は理論値の９２％にも満たないかたちであ
り、焼結体の合成法自体にもかなり問題がある。彼らの
報告によれば、ｘ＝０．１５の時、導電率は最高値を示
すことを報告している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在ま
で、ＹＳＺと同程度に化学的に安定性であり、かつＹＳ
Ｚより高い導電率特性を有するイオン導電体は合成され
ていなかった。溶液の蒸発、散出、あるいは漏液のない
全て固体系の優れた電気化学デバイスを創出するには、
化学的・熱的安定性に優れかつ、高イオン伝導な導電体
の材料の開発とその合成法の確立という点で大きな課題
があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
み、６００℃から１０００℃の温度においてプロトンも
しくは酸化物イオン伝導性を有する超イオン伝導性酸化
物ＢａＣｅ1-xＧｄxＯ3-α（０．２３＞ｘ＞０．１６，
１．５＞α＞０）で現される組成のペロブスカイト型酸
化物あるいは多結晶焼結体であり望ましくはｘ＝０．２
であることと、焼結体の密度が、理論密度の９６．５％
以上であることと、多結晶体の粒塊が、０．１μｍから
１０μｍの大きさで構成されていることを特徴とする混
合イオン導電体を用い、また、その酸化物の合成におい
て、最終焼成の前の粉末粒径を３μｍ以下に造粒するこ
とと、脱水真空乾燥すること、更に、１６３５℃から１
６６５℃の間の温度で焼成することを特徴とする混合イ
オン導電体の合成法により、上記課題を解決するもので
ある。本発明は、ガドリニウムの添加量と、酸化物合成
法という点で従来のものとは全く違った材料、合成法を
提供するものである。
【０００８】
【作用】前記手段により化学的・熱的安定性に優れか
つ、高イオン伝導性の導電体材料が得られ、特に焼結体
の場合はより高イオン伝導性で導電性で安定である。ま
た、多結晶体の場合はさらに高イオン伝導性で導電性で
安定である。
【０００９】また、焼成前の材料粉体の粒径を特定値に
しているので、緻密な焼結体が得られる。
【００１０】さらに、非水溶媒で処理しまた、真空乾燥
処理しているので化学的に安定な特性が得られる。
【００１１】また、焼成温度を固相反応領域の特定範囲
にしてるので、均一な組成が得られる。
【００１２】
【実施例】以下、実施例とともに本発明の詳細について
述べる。
【００１３】（実施例１）本実施例は、超イオン伝導性
酸化物ＢａＣｅ0.8Ｇｄ0.2Ｏ3-α多結晶焼結体を合成
し、種々のガス雰囲気下、６００℃〜１０００℃の温度
範囲においてその伝導特性を調べたものである。また、
合成酸化物の化学的安定性を、還元雰囲気中、加湿空気
中で試験した結果を示す。
【００１４】ＢａＣｅ0.8Ｇｄ0.2Ｏ3-α酸化物の合成は
固相反応法を用いた。酢酸バリウム（Ｂａ（ＣＨ3ＣＯ
Ｏ）2）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化ガドリニウム
（Ｇｄ2Ｏ3）粉末をそれぞれモル比で１：０．８：０．
１の割合で混合し、メノウ乳鉢中エタノール溶媒を用い
て粉砕混合を行った。充分に混合した後、溶媒を飛ば
し、更にバーナーで脱脂、再度メノウ乳鉢中で粉砕混合
を繰り返した後、円柱状にプレス成形して１３００℃、
１０時間焼成を行った。焼成したものを粗粉砕、その後
ベンゼン溶媒中遊星ボールミル粉砕をして３μｍ程度に
造粒した。得られた粉末を１５０℃真空乾燥した後、２
トン／ｃｍ2で静水圧プレスをして円柱に成形し、直ち
に１６５０℃、１０時間焼成して、多結晶焼結体を合成
した。この焼結体の密度は、理論密度の９８％であり、
粒塊が１μｍ程度の多結晶体であった。
【００１５】この円柱焼結体を、厚さ０．５ｍｍ，直径
１４ｍｍのディスクに加工し、その両面に０．５ｃｍ2
の面積なるように白金ペーストを塗布、焼き付け測定試
料とした。この試料を、図１に示す測定装置に取り付
け、種々のガスを両極に供給して導電率を測定した。た
だし導電率は、交流インピーダンス法による抵抗値から
算出し、測定装置中のリード抵抗成分を完全に補正して
いる。両極に室温加湿空気を供給したときの導電率をア
レニュウスプロットとして図２に示す。図から明らかな
ように、ＢａＣｅ0.8Ｇｄ0.2Ｏ3-α酸化物の導電率は、
１０００℃〜９００℃では、従来最も優れた性能を示し
たイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）とほぼ同じ程
度の値であったが、９００℃以下では合成した酸化物の
方がより高伝導であった。この時の導電種としては、プ
ロトン、酸化物イオン、電子、ホールが考えられる。
【００１６】つぎに、電子伝導（電子、ホール）とイオ
ン伝導を見分けるため、種々のガスの濃淡電池、つまり
水素濃淡電池および酸素濃淡電池と酸素−水素の燃料電
池を構成し、その起電力により調べた。その結果、いず
れの電池を構成した時でも、理論起電力を示し電子伝導
は微小であることがわかった。また特に、燃料電池で放
電時に、発生する水蒸気量から移動伝導種が何かを調べ
たところ、６００℃では、ほぼプロトンが、また１００
０℃付近では酸化物イオンが主伝導種であり、その間の
温度では、プロトンと酸化物イオンの両方が移動してい
ることがわかった。そして燃料電池状態での導電率は、
図２に示すように加湿空気中より高い導電率を示すこと
がわかった。
【００１７】ＢａＣｅ0.8Ｇｄ0.2Ｏ3-α酸化物を還元雰
囲気中、空気雰囲気中１０００℃で、また室温空気中
で、１０００時間放置しておきその後の表面状態と、導
電率特性を調べた。その結果、いずれの条件の後でも、
表面状態および導電率に変化はなく、この酸化物が化学
的に非常に安定であることがわかった。
【００１８】以上本実施例に示したように、ＢａＣｅ0.
8Ｇｄ0.2Ｏ3-α酸化物は、６００℃から１０００℃の温
度においてプロトンもしくは酸化物イオン伝導性を有す
る超イオン伝導性酸化物でありまた化学的に安定である
ことが証明された。
【００１９】（実施例２）本実施例は、ＢａＣｅ1-xＧ
ｄxＯ3-α（１．５＞α＞０）で現される組成を持つペ
ロブスカイト型酸化物のガドリニウム置換量Ｘ（Ｘ＝
０．０５から０．２５の範囲）と導電率の関係を調べた
ものである。
【００２０】前記と同様にして粉末原料をガドリニウム
置換量Ｘ（Ｘ＝０．０５、０．１、０．１５、０．２
５）に対応させて調製し、前記合成法と同様にしてＢａ
Ｃｅ1-xＧｄxＯ3-α円柱試料を合成した。合成した円柱
試料を５ｘ５ｘ１０ｍｍの角柱に切り出し、長手方向の
面にＰｔ電極を焼き付け導電率測定試料とした。
【００２１】図３に、室温加湿空気中、１０００℃、８
００℃、６００℃での導電率測定した結果をガドリニウ
ムの置換量に対して示す。参考のため、N.Bonanosらに
より報告されている結果を添記する。明らかに本発明の
合成法による酸化物は、従来報告されているものとは物
性が異なっており、またガドリニウム２０％置換体が従
来にない高伝導体であることがわかった。図よりガドリ
ニウム置換量が１６％〜２３％の範囲においても、従来
にない高導電性を示し、充分実用に耐え得る材料である
ことがわかった。
【００２２】本実施例で明らかなように、Ｇｄの置換量
が１６％〜２３％の組成の酸化物でも良好な伝導特性と
化学的安定性をしめし、従来にない優れたイオン導電体
であることが証明された。
【００２３】なお、本実施例で示した焼結体の密度は、
理論値の９８％であり、粒塊径は、１μｍ程度であった
が、焼結体の密度が、理論値の９６．５％以上あればよ
く、粒塊径は、０．１〜１０μｍの間の多結晶体であれ
ば、良好な性能を示すことがわかっている。
【００２４】本実施例では、合成において、ベンゼン溶
媒中遊星ボールミルによって３μｍ程度の粉末に粉砕し
ているが、粉砕する方法はどのような方法をとっても良
いし、溶媒は、トルエンなど非水系の溶媒であればどん
なものでも良い。また焼成温度を１５００℃の例を示し
ているが、１６３５℃〜１６６５℃の間であれば何度で
もよく、焼成時間は本発明で規定するものではない。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明においては、化学的
・熱的安定性に優れかつ、高イオン伝導性で化学的・熱
的に安定な導電体材料が得られる。また、焼成前の材料
粉体の粒径を特定値にしているので、緻密な焼結体が得
られる。さらに、非水溶媒で処理しまた、真空乾燥処理
しているので化学的に安定な特性が得られる。また、焼
成温度を固相反応領域の特定範囲にしてるので、均一な
組成が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の混合イオン導電体の導電率測
定装置の構成図
【図２】同実施例の混合イオン導電体の導電率のアレニ
ュウスプロット図
【図３】同実施例の混合イオン導電体の導電率とガドリ
ニウム置換量との関係図
【符号の説明】
１ アルミナ管 ２ 白金リード ３ 石英管 ４ ガスシール材 ５ ヒーター ６ 熱電対 ７ 白金電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｍ 8/12 9062−4Ｋ (72)発明者 蒲生 孝治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プロトンもしくは酸化物イオン伝導性を
    有するイオン伝導性酸化物であって、その酸化物がＢａ
    Ｃｅ1-xＧｄxＯ3-α（１＞ｘ＞０，１．５＞α＞０）で
    表される組成の酸化物であることを特徴とする混合イオ
    ン導電体。
  2. 【請求項２】 請求項１において、酸化物が焼結体であ
    ることを特徴とする混合イオン導電体。
  3. 【請求項３】 請求項２において、焼結体の密度が、理
    論密度の９６．５％以上であることを特徴とする混合イ
    オン導電体。＊０
  4. 【請求項４】 請求項１において、酸化物が多結晶体で
    あることを特徴とする混合イオン導電体。
  5. 【請求項５】 請求項４において、多結晶体の粒塊が、
    ０．１μｍから１０μｍの大きさで構成されていること
    を特徴とする混合イオン導電体。
  6. 【請求項６】 請求項１、２、３または４において、酸
    化物がペロブスカイト型酸化物、焼結体もしくは多結晶
    体であり、ｘが、０．１６から０．２３であることを特
    徴とする混合イオン導電体。
  7. 【請求項７】 請求項１において、酸化物はペロブスカ
    イト型酸化物、焼結体もしくは多結晶体であり、ＢａＣ
    ｅ0.8Ｇｄ0.2Ｏ3-αの組成であることを特徴とする混合
    イオン導電体。
  8. 【請求項８】 請求項１において、酸化物はペロブスカ
    イト型酸化物、焼結体もしくは多結晶体であり、４００
    ℃から１０００℃の温度においてプロトンもしくは酸化
    物イオン伝導性を有することを特徴とする混合イオン導
    電体。
  9. 【請求項９】 ＢａＣｅ1-xＧｄxＯ3-α（１＞ｘ＞０，
    １．５＞α＞０）で現される組成の酸化物の合成におい
    て、最終焼成の前の粉末粒径を３μｍ以下に粉砕するこ
    とを特徴とする混合イオン導電体の合成法。
  10. 【請求項１０】 ＢａＣｅ1-xＧｄxＯ3-α（１＞ｘ＞
    ０，１．５＞α＞０）で現される組成の酸化物の合成に
    おいて、最終焼成の前の粉末処理に非水溶媒を使用する
    ことを特徴とする混合イオン導電体の合成法。
  11. 【請求項１１】 非水溶媒は、少なくともベンゼン、ト
    ルエンを使用することを特徴とする請求項１１に記載の
    混合イオン導電体の合成法。
  12. 【請求項１２】 ＢａＣｅ1-xＧｄxＯ3-α（１＞ｘ＞
    ０，１．５＞α＞０）で現される組成の酸化物の合成に
    おいて、最終焼成の前の粉末を脱水真空乾燥することを
    特徴とする混合イオン導電体の合成法。
  13. 【請求項１３】 脱水真空乾燥の温度が１５０℃以上で
    あることを特徴とする請求項１３に記載の混合イオン導
    電体の合成法。
  14. 【請求項１４】 ＢａＣｅ1-xＧｄxＯ3-α（１＞ｘ＞
    ０，１．５＞α＞０）で現される組成の酸化物の合成に
    おいて、１６３５℃から１６６５℃の間の温度で焼成す
    ることを特徴とする混合イオン導電体の合成法。
  15. 【請求項１５】 ＢａＣｅ1-xＧｄxＯ3-α（１＞ｘ＞
    ０，１．５＞α＞０）で現される組成の酸化物の合成に
    おいて、原料粉末を、乳鉢中溶媒を用いて粉砕混合を行
    う工程と、溶媒を飛ばし、バーナーで脱脂、再度乳鉢中
    で粉砕混合を繰り返す工程と、プレス成形して１３００
    ℃、１０時間焼成を行う工程と、焼成したものを粗粉
    砕、ベンゼン溶媒中遊星ボールミル粉砕をする工程と、
    得られた粉末を１５０℃真空乾燥した工程と、２トン／
    ｃｍ2で静水圧プレスをする工程と、直ちに１６５０
    ℃、１０時間焼成する工程を具備する混合イオン導電体
    の合成法。
  16. 【請求項１６】 請求項１〜１５の何れかにおいて、Ｂ
    ａＣｅ1-xＧｄxＯ3-α（１＞ｘ＞０，１．５＞α＞０）
    で現される組成の酸化物の合成において、各々原料粉末
    のモル比が、Ｂａ：Ｃｅ：Ｇｄ＝１：１−Ｘ：Ｘで表さ
    れるとき、そのＸの値が０．１６〜０．２３であること
    を特徴とする混合イオン導電体の合成法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6528195B1 (en) 1999-02-17 2003-03-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mixed ionic conductor and device using the same
JP2006054170A (ja) * 2004-07-07 2006-02-23 Central Res Inst Of Electric Power Ind プロトン導電性酸化物膜−水素透過膜複合膜型電解質およびこれを用いた電気化学デバイス
JP2007059257A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Kansai Electric Power Co Inc:The 固体酸化物形燃料電池用燃料極および固体酸化物形燃料電池
JP2007526865A (ja) * 2003-06-25 2007-09-20 イーテーエン ナノヴェイション アクチェンゲゼルシャフト 混合金属酸化物、及びそのｃｏ２センサーにおける使用
US7419736B2 (en) 2003-09-03 2008-09-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mixed ion conductor

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0677741A3 (en) * 1994-04-12 1996-05-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Oxygen sensor.
US5665482A (en) * 1995-01-10 1997-09-09 Tosoh Corporation Fluorite structure type ceria type solid electrolyte
EP0726609B1 (en) * 1995-02-09 1998-11-04 Tokyo Yogyo Kabushiki Kaisha Solid electrolyte for a fuel cell and its manufacturing method
US5860359A (en) * 1995-03-16 1999-01-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Gas-permselective gas pump and warmer for using same
US5518830A (en) * 1995-05-12 1996-05-21 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Single-component solid oxide bodies
KR0165651B1 (ko) * 1995-09-28 1999-03-30 모리시타 요이치 전기화학 디바이스
US5716736A (en) * 1995-10-06 1998-02-10 Midwest Research Institute Solid lithium-ion electrolyte
JP3311218B2 (ja) * 1995-11-02 2002-08-05 松下電器産業株式会社 炭化水素センサ
US6103080A (en) * 1998-02-11 2000-08-15 The Regents Of The University Of California Hydrocarbon sensors and materials therefor
US6235417B1 (en) * 1999-04-30 2001-05-22 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources Two-phase hydrogen permeation membrane
US6296687B2 (en) * 1999-04-30 2001-10-02 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources Hydrogen permeation through mixed protonic-electronic conducting materials
US20020100042A1 (en) * 2000-01-19 2002-07-25 Denis Khoo Method and system for providing intelligent advertisement placement in a motion picture
US6517693B2 (en) 2000-02-14 2003-02-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ion conductor
US7045231B2 (en) * 2002-05-22 2006-05-16 Protonetics International, Inc. Direct hydrocarbon reforming in protonic ceramic fuel cells by electrolyte steam permeation
EP1369949B1 (en) * 2002-06-06 2013-01-30 Panasonic Corporation Solid electrolyte fuel cell and manufacturing method thereof
US7332237B2 (en) * 2003-01-27 2008-02-19 Protonetics International, Inc. Stream reforming of solid carbon in protonic ceramic fuel cells
US7258820B2 (en) * 2004-03-05 2007-08-21 Ceramatec, Inc. Ceramic mixed protonic/electronic conducting membranes for hydrogen separation
US8012380B2 (en) 2004-03-05 2011-09-06 Ceramatec, Inc. Proton conducting ceramic membranes for hydrogen separation
US7255949B2 (en) 2004-05-25 2007-08-14 Protonetics International, Inc. Systems and methods to generate hydrogen and electrical power in a reversible compound fuel cell
WO2007011401A2 (en) * 2004-11-23 2007-01-25 Trustees Of Boston University Composite mixed oxide ionic and electronic conductors for hydrogen separation
DE102005003612B3 (de) * 2005-01-26 2006-06-14 Forschungszentrum Jülich GmbH Verfahren zur Herstellung einer dünnen, gasdichten und Protonen leitenden Keramikschicht sowie Verwendung derselben
US7625653B2 (en) * 2005-03-15 2009-12-01 Panasonic Corporation Ionic conductor
JP4946819B2 (ja) * 2007-11-20 2012-06-06 株式会社豊田自動織機 電気化学デバイスおよび排気ガスの浄化装置
CN102934279B (zh) * 2010-06-08 2015-05-13 雷蒙特亚特特拉维夫大学有限公司 可再充电的碱金属-空气电池
US20120141917A1 (en) * 2010-12-07 2012-06-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Jr. University Proton conducting solid oxide electrolyte membrane, mea and fuel cell including the membrane, and method of preparing the membrane
JP5914846B2 (ja) * 2013-10-08 2016-05-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 酸化物膜およびプロトン伝導デバイス
CN117049874A (zh) * 2023-09-04 2023-11-14 桂林理工大学 一类钒酸铋基中低熵氧离子导体材料及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4851303A (en) * 1986-11-26 1989-07-25 Sri-International Solid compositions for fuel cells, sensors and catalysts
GB2206571A (en) * 1987-07-09 1989-01-11 British Petroleum Co Plc Barium cerate doped with gadolinium

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6528195B1 (en) 1999-02-17 2003-03-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mixed ionic conductor and device using the same
US7491461B2 (en) 1999-02-17 2009-02-17 Panasonic Corporation Mixed ionic conductor and device using the same
JP2007526865A (ja) * 2003-06-25 2007-09-20 イーテーエン ナノヴェイション アクチェンゲゼルシャフト 混合金属酸化物、及びそのｃｏ２センサーにおける使用
JP4805146B2 (ja) * 2003-06-25 2011-11-02 イーテーエン ナノヴェイション アクチェンゲゼルシャフト 二酸化炭素（ｃｏ２）センサーに用いるための混合金属酸化物の製造方法
US7419736B2 (en) 2003-09-03 2008-09-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mixed ion conductor
JP2006054170A (ja) * 2004-07-07 2006-02-23 Central Res Inst Of Electric Power Ind プロトン導電性酸化物膜−水素透過膜複合膜型電解質およびこれを用いた電気化学デバイス
JP2007059257A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Kansai Electric Power Co Inc:The 固体酸化物形燃料電池用燃料極および固体酸化物形燃料電池

Also Published As

Publication number Publication date
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EP0523696A1 (en) 1993-01-20
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