[发明专利]取向性磷灰石型氧化物离子导体及其制造方法

说明书

本发明的取向性磷灰石型氧化物离子导体由复合氧化物形成，所述复合氧化物以A_9.33+x[T_6.00‑yM_y]O_26.0+z(式中的A为选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Be、Mg、Ca、Sr及Ba中的一种或两种以上的元素。式中的T为包含Si或Ge或其两者的元素。式中的M为选自B、Ge、Zn、Sn、W及Mo中的一种或两种以上的元素。)表示，式中的x为‑1.00～1.00，式中的y为0.40以上且低于1.00，式中的z为‑3.00～2.00。

技术领域

本发明涉及可作为固体电解质型燃料电池(SOFC)、离子电池及空气电池等各种电池的固体电解质、传感器、催化剂以及分离膜等利用的取向性磷灰石型氧化物离子导体及其制造方法。

背景技术

本申请人之前提出了以A_9.33+x[T_6-yM_y]O_26.00+z表示的取向性磷灰石型氧化物离子导体(参照专利文献1)。式中的A表示La等元素。T表示Si等。M表示B等。该氧化物离子导体是通过将以A_2+xTO_5+z表示的前驱体在含有M元素的气相中进行加热而使M元素与前驱体反应从而获得的。为了通过该方法获得具有磷灰石型晶体结构的上述氧化物离子导体，所需的M元素的量需要依赖于上述的前驱体的组成、为y＝1.00以上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2018/0183068号说明书

发明内容

由上述的式子表示的氧化物离子导体是氧化物离子传导性优异的物质。氧化物离子导体被广泛用于固体电解质型燃料电池、离子电池及空气电池等各种电池的固体电解质、氧传感器、催化剂以及分离膜等，要求进一步提高氧化物离子传导性。因此，本发明的课题在于进一步提高以往已知的取向性磷灰石型氧化物离子导体的传导性。

为了解决上述的课题，本发明的发明者进行了深入研究，结果认识到：通过控制构成取向性磷灰石型氧化物离子导体的元素的组成，可进一步提高氧化物离子的传导性。

本发明是基于上述的认识而进行的，通过提供一种由复合氧化物形成的取向性磷灰石型氧化物离子导体来解决上述的课题，所述复合氧化物以A_9.33+x[T_6.00-yM_y]O_26.0+z(式中的A为选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Be、Mg、Ca、Sr及Ba中的一种或两种以上的元素。式中的T为包含Si或Ge或其两者的元素。式中的M为选自B、Ge、Zn、Sn、W及Mo中的一种或两种以上的元素。)表示，式中的x为-1.00～1.00，式中的y为0.40以上且低于1.00，式中的z为-3.00～2.00。

另外，本发明提供一种取向性磷灰石型氧化物离子导体的制造方法，其具备以下工序：通过将以A_2.00+xTO_5.00+z(式中的A为选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Be、Mg、Ca、Sr及Ba中的一种或两种以上的元素。式中的T为包含Si或Ge或其两者的元素。式中的x为-1.00～1.00，z为-2.00～2.00。)表示的前驱体在含有M元素(M为选自B、Ge、Zn、Sn、W及Mo中的一种或两种以上的元素)的气相中进行加热，通过该M元素与上述前驱体的反应，从而将该前驱体制成取向磷灰石型晶体结构的工序；和退火工序。

具体实施方式