チタン酸リチウム

ウィキペディア

索引トップ用語の索引ランキングカテゴリー

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/04/16 08:23 UTC 版)

チタン酸リチウム増殖材の合成

Li₂TiO₃粉末は、炭酸リチウム、硝酸チタン水溶液、クエン酸を混合したのち焼成、圧縮、焼結することによって合成する方法が一般的である。こうして作られる微結晶材料は純度と活性が高く、増殖材として用いられる^[8]。

トリチウム増殖材

計画中のITER熱核融合実験炉などの核融合炉は燃料としてトリチウムとデューテリウムを用いる。トリチウム資源は極めて限られており、総資源量は20キログラムと推定されている。この問題を解決法の一つとして、リチウムを含有するセラミック片を、ヘリウムガス冷却固体増殖ブランケット (Helium Cooled Breeder Blanket, HCPB) と呼ばれる要素に用いることによりトリチウムを生産することができると考えられている。HCPB増殖ブランケットは、ITERの設計上鍵となる要素である。このような設計にすることで、プラズマから放出される中性子がブランケット中のリチウムと相互作用しトリチウムを生産することができる。

{}_{3}^{6}{\hbox{Li}}+{\hbox{n}}\to {}_{2}^{4}{\hbox{He}}+{}_{1}^{3}{\hbox{H}}

{}_{3}^{7}{\hbox{Li}}+{\hbox{n}}\to {}_{2}^{4}{\hbox{He}}+{}_{1}^{3}{\hbox{H}}+{\hbox{n}}

Li₂TiO₃およびLi₄SiO₄は、トリチウム放出能が高く、活性が低く化学的に安定なため、トリチウム増殖材として有望である^[9]。

チタン酸リチウムエアロゲル

現在、リチウムイオン二次電池の改良のため、チタン酸リチウムエアロゲル（組成式 Li₄Ti₅O₁₂）が効率的アノード材料として研究されている^[10]。

出典

^ Laan, J.G; Muis, R.P (1999). “Properties of lithium metatitanate pebbles produced by a wet process”. Journal of Nuclear Materials 271–272: 401–404. doi:10.1016/S0022-3115(98)00794-6. ISSN 0022-3115.
^ “Lithium Titanate Fact Sheet”. Product Code: LI2TI03. Thermograde. 2010年6月24日閲覧。
^ Vijayakumar M.; Kerisit, S.; Yang, Z.; Graff, G. L.; Liu, J.; Sears, J. A.; Burton, S. D.; Rosso, K. M.; Hu, J. (2009). “Combined 6,7Li NMR and Molecular Dynamics Study of Li Diffusion in Li2TiO3”. Journal of Physical Chemistry 113: 20108–20116. doi:10.1021/jp9072125.
^ Kleykamp, H (2002). “Phase equilibria in the Li–Ti–O system and physical properties of Li2TiO3”. Fusion Engineering and Design. 61: 361–366.
^ Laumann, Andreas; Jensen, Ørnsbjerg; Kirsten, Marie; Tyrsted, Christoffer (2011). “In‐situ Synchrotron X‐ray Diffraction Study of the Formation of Cubic Li₂TiO₃ Under Hydrothermal Conditions”. Eur. J. of Inorg. Chem. 14: 2221–2226. doi:10.1002/ejic.201001133.
^ Sahu, BS; Bhatacharyya, BS; Chaudhuri, CP; Mazumder, DR (2010). Synthesis and sintering of nanosize Li₂TiO₃ ceramic breeder powder prepared by autocombustion technique. hdl:2080/1139. https://hdl.handle.net/2080/1139.
^ "EPO: European Patent" http://www.wipo.int/patentscope/search/en/detail.jsf?docId=WO1996015561&recNum=1&maxRec=&office=&prevFilter=&sortOption=&queryString=&tab=PCT+Biblio (accessed April 13, 2012).^{[リンク切れ]}
^ Ehingen, A. P.; Feldkirchen, M. B.; Ulm, B. R.; Plochingen, V. P. Friedrichshafen, DE "Double layer cathode for molten carbonate fuel cells and method for producing the same." US Patent 6,420,062, July 16, 2002
^ Hanaor, D.A.H.; Kolb, M.H.H.; Gan, Y.; Kamlah, M.; Knitter, R. (2014). “Solution based synthesis of mixed-phase materials in the Li₂TiO₃-Li₄SiO₄ system”. Journal of Nuclear Materials 456: 151–161. doi:10.1016/j.jnucmat.2014.09.028.
^ Maloney, Ryan P.; Kim, Hyun Joong; Sakamoto, Jeffrey S. (2012). “Lithium Titanate Aerogel for Advanced Lithium-Ion Batteries”. ACS Applied Materials & Interfaces 4 (5): 2318–2321. doi:10.1021/am3002742. https://doi.org/10.1021/am3002742.