βアルミナ固体電解質（ベータアルミナこていでんかいしつ、英：Beta-alumina solid electrolyte,BASE）とはイオン導電体材料（固体電解質）で半透膜として複数の溶融塩電解質電池に使用される。 代替品は知られていない。

βアルミナは酸化アルミニウム (Al2O3) の同素体である。常温では硬いセラミックスであるが、高温では電解質になりイオンが移動できるようになる。Na+, K+ , Li+ , Ag+ , H+ , Pb2+ , Sr2+またはBa2+のイオンが移動する。βアルミナは電解質として良好な性質を持ち、イオンは移動するが、イオン化していない原子は移動しないので絶縁性に優れる。

ナトリウムとβアルミナはいかなる比率でもナトリウムアルミになる。250から300℃ で電解質はイオン伝導性をもつ。

BASEはフォードが電気自動車のバッテリーとしてナトリウム・硫黄電池（NaS電池）を開発する過程で最初に開発した。NaS電池は陽極に硫黄、陰極に活物質を使用する。βアルミナは高温でナトリウムイオン伝導性を持つので電解質として使用される。300℃ で作動し、両極とも液体であるが電解質は固体である。内部抵抗は低く保たれ NaS電池は優れた特性を示す。充放電により継続的に使用できる。いくつかの商業施設では負荷平準化に用いられる。

βアルミナ固体電解質の性能、耐久性がナトリウム硫黄電池の実用化の鍵を握っているといっても過言ではない。

ZEBRA電池にもβアルミナ固体電解質が用いられる。その場合、350℃、200MPa の高温高圧化で使用される。電解質の厚みはわずか 1.25mm である。低価格で10年間の耐久性を要求される。電気自動車の場合だと振動、急激な負荷変動充放電にも耐える必要がある。多くの場合ゾルゲル法で製造される。

BASEはアルカリ金属熱電変換機 (AMTEC) にも使用される。AMTEは高効率の直接熱から電気に変換する素子である。BASE膜を透過する時に発電する。BASEはいくつかの溶融炭酸塩型燃料電池でも使用される。

脚注

⇒Hybridization and Cogeneration with Concentrated Solar Radiation (CSR) Technology

⇒The alkali problem in the crystal structure of beta alumina

⇒BETA ALUMINA - PRELUDE TO A REVOLUTION IN SOLID STATE ELECTROCHEMISTRY

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更新日時:2008年6月16日(月)11:12
取得日時:2008/09/08 00:49