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混合伝導体の性質および応用例

1. 混合伝導体
固体電解質は電解質溶液と異なり全導電率に対する電子や正孔の導電率の寄与を無視でき
ない。例えば，酸化物イオン（O2-）を伝導種とする酸化物固体電解質は，低酸素分圧の雰囲
気において酸素分圧の-1/4 乗に比例する電子伝導を示し，高酸素分圧の雰囲気において酸素
分圧の 1/4 乗に比例する正孔伝導を示す。イオン導電率は温度一定ならドーパントによって
生成する空孔濃度で決まるから酸素分圧には依存しない。従って，酸化物固体電解質の導電
率は雰囲気によって様々な電荷担体から異なった割合で寄与を受けている。このように電荷
担体がイオンや電子あるいは正孔であるものを混合伝導体という。固体電解質は，一般に，
温度や雰囲気を変えると混合伝導体になったり，電子あるいは正孔伝導体になったりする。
混合伝導体では，電子あるいは正孔およびイオンがともに動くことにより電極や触媒として
の応用が考えられている。それは電気化学反応において電極は，イオンと電子の反応場とし
ての役割を担っているためである。
ペロブスカイト構造をとる化合物の中には，電子伝導性と同時に酸化...

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