酸化セリウム (Cerium Oxide - Gadolinium doped)の供給

酸化セリウム (Cerium Oxide - Gadolinium doped)の供給

酸化セリウム （ ガドリニウムドープ）（Gd：CeO2）は、固体酸化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell、SOFC）に使用されるセラミック電解質です。また、立方構造と酸化形態の密度が約7.2g / cm 3です。

これは、固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）で最も一般的に使用される物質であるイットリア安定化ジルコニアよりも高いイオン伝導率および低い動作温度（＜７００℃）を有するセリアである。 ）ドーピング電解質の一種です。イットリア安定化ジルコニア（Yttria-stabilized zirconia）は最大イオン伝導度を達成するために800〜1000℃の動作温度が必要です。また、コストパフォーマンスが良いので、商業的に利用可能な固体酸化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell、SOFC）用に、より最適化された代替不可能な材料です。

また、酸化セリウムは特にガラスとの相性の良い研磨剤で、仕上げに近い工程では必ずと言ってよいほど使われています。ガラスと相性が良い理由は、研磨中に酸化セリウムとガラスが化学的に反応しており、単に機械的に研磨材がガラスの表面を削っているだけでなく、この化学的反応によって表面の凹凸をなだらかにしているからです。化学的機械的に研磨する手法のことをＣＭＰといいますが、酸化セリウムを使ったガラスの研磨はこのＣＭＰに近い加工です。

酸化セリウム（Cerium Oxide - Gadolinium doped） の構造と特性

ガドリニウム（Gadolinium）（三価カチオン）がセリア（ceria）（CeO2、4+酸化状態のCe）に含まれるか、COまたはH2が還元されると酸素欠損が発生します。酸化物の高い濃度および移動性はこの物質から高いイオン伝導率をもたらします。

高いイオン伝導性に加えて、低い反応性そして多くの混合導電性カソード材料との優れた化学的適合性があって、電解質としてイットリア安定化ジルコニアに対する魅力的な代替品です。 ガドリニウムドープのドーパントレベルは通常10％から20％です。大部分の固体酸化物型燃料電池（SOFC）の研究者や製造業者は、イットリア安定化ジルコニア（Yttria-stabilized zirconia）の強度に優れた ガドリニウムドーピングされた酸化セリウムりもイットリア安定化ジルコニアを利用します。

酸化セリウムの合成

合成方法には、沈殿、熱水処理、ゾル - ゲル、噴霧熱分解技術（SPT）、セリウム源を使用したナノキャストが含まれます。また、粉末、インク、ディスク、ナノ材料（ナノ粒子、ナノ結晶、ナノ粉末、ナノワイヤを含む）などの形態で合成されています。また、 酸化セリウムは、酸素センサー炉や自動車排ガスの触媒処理にも使用されます。

セリウム(Cerium)とガドリニウム(Gadolinium)の特性

セリウム（Cerium）（原子記号：Ce、原子番号：58）は、原子量140.116のブロックF、3族、6周期元素です。 セリウムの各殻の電子の数は2、8、18、19、9、2、電子配列は（Xe）4f2 6s2です。 セリウム原子の半径は182.5pmで、Van der Waalsの半径は235pmです。 元素形態では、セリウムは銀白色の外観を持っています。

 セリウムは希土類金属の中で最も豊富です。 化学的に2つの原子価状態、すなわち+3セリウム（Cerium）および+4セリウム（Cerium）状態を持つことが特徴です。また、強酸性で酸化性があり、中程度の毒性があります。 セリウムの状態は他の三価希土類と非常によく似ています。

ガドリニウム（原子記号：Gd、原子番号：64）は、原子半径157.25のブロックF、3族、6周期元素です。 ガドリニウムの各殻の電子の数は（2、8、18、25、9、2）、電子配列は（Xe）4f7 5d1 6s2です。 ガドリニウム原子の半径は180pmで、ヴァンデルワールズ半径は237pmです。 ガドリニウムは1880年にJean Charles Galissard de Marignacによって発見され、1886年にLecoq de Boisbaudranによって最初に分離されました。 元素の形態では、ガドリニウムは銀白色の外観を持っています。 また、半導体製造や原子炉シールドなどの材料として利用され固有の特性を有する希土類またはランタン族元素です。

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