Advantages
■ 製造コストを大幅削減：
- センサ作製のための従来の高温・多段階プロセスを、低温・１ステップの水熱ホットプレス法（HHP） 法に集約し、設備投資とエネルギーコストを削減。
■ 従来製品と同等以上の性能：
- 常温域において、従来のNASICONを使ったガスセンサと同等かそれ以上の導電性能
■ 資源リスクを低減：
- ゼオライトは Si、Al が主成分の極めて安価な材料であり、Li などの希少資源に依存しない低コスト・高安全な製品開発が可能に
Background and Technology
ゼオライトは、その特異な多孔質構造とイオン交換性から、吸着剤や触媒として長年利用されてきた。しかし、電気化学デバイス、特に電池や化学センサの固体電解質として応用するためには、イオン伝導を担う緻密なバルク体（固体）が必要となる。従来のセラミックスは高温焼結で緻密化されるが、ゼオライトは焼結性が低く、緻密化が極めて困難であった。
本発明者は、水熱反応と加圧を同時に行う水熱ホットプレス（HHP）法を用いることで、非焼結性のゼオライトを 150°C 程度の低温で高密度の緻密体として作製することに成功した。さらに、そのゼオライト緻密体は10-3 S/cm を超える超イオン伝導性を示したことから、低コストで安全性の高い次世代固体電解質として、またプロセス革新による一体型センサ開発が期待される。
Key Data and Current Stage
Data:
- 本技術を用いて作製したゼオライト緻密体の伝導率を測定したところ、固体電解質への応用で望ましいとされる 10-3 S/cm を超える極めて高い導電率（超イオン伝導領域）を示し、代表的な Na+イオン伝導体である β-Alumina や NASICON と比較して、同等の高いイオン伝導性を示した。
- 試作したセンサは 450°C の測定温度において、CO2 ガス濃度に応じた明確な起電力変化（応答）を示し、ガス応答のサイクル試験を7回実施しても、性能低下は観測されなかった。
Current Stage:
- ゼオライト緻密体を固体電解質とするCO2 ガスセンサを試作し、低温・１ステップ製造プロセスを実証。
- HHP 条件（温度、NaOH 濃度など）の調整により、緻密性を制御可能であることを確認済み。
- 低磁場環境下における配向体の作製も成功。
Partnering Model
テックマネッジ株式会社では、熊本大学からの委託により、本発明のライセンス導入による製品化・実用化を検討していただける企業を募集しています。研究者と直接のご面談によるお打ち合わせも可能です。ご希望がございましたら何なりとご相談ください。
また、熊本大学との秘密保持契約締結による未公開データ等の開示のほか、技術および発明の一定期間における有償評価（MTA契約／優先交渉権等のオプション設定）についてご検討いただくことも可能です。
Principal Investigator
松田 元秀 教授 (熊本大学 大学院先端科学研究部 物質材料・化学部門)
Patents and Publications
Patents:
1. 特許第7595263号
2. 特開2025-135692
Publications:
- 【学会発表】日本セラミックス協会 2024年 年会（2024年3月14-16日）