【手続補正書】
【提出日】平成19年5月31日(2007.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記特徴を備えた酸化物イオン伝導体のセラミック・メンブレン：
非零の体積（非零の合計厚さ「Ｅ」）のアセンブリを備え；
このアセンブリは、緻密レイヤ、二つの多孔質体製電極、二つの多孔質体製カレント・コレクター及び少なくとも一つの多孔質体製カバリング・レイヤを備え、
（ａ）前記緻密レイヤは、非零の厚さ「ｅ」を有し、かつ、面積「Ｓ」及び「Ｓ’」の互いに背中合わせの面を有し、
電気分解温度において酸化物イオン伝導性を有する結晶構造を備えた固体電解質で構成され；
（ｂ）前記二つの多孔質体の電極は、ハイブリッド伝導体であって、
非零の厚さ「ｅ１」及び「ｅ’１」（それらは互いに同一または異なる）を有し、
前記固体電解質の面積「Ｓ」及び「Ｓ’」の前記二つの互いに背中合わせの面の、非零の面積「ｓ１」及び「ｓ’１」（それらは互いに同一または異なる）の上に被覆され；
（ｃ）前記二つの多孔質体製カレント・コレクターは、非零の厚さ「ｅ２」及び「ｅ’２」（それらは互いに同一または異なる）を有し、
前記二つの多孔質体製電極の、非零の面積「ｓ２」及び「ｓ’２」（それらは互いに同一または異なる）の上に被覆され；
（ｄ）前記少なくとも一つの多孔質体製カバリング・レイヤは、非零の厚さ「ｅ３」を有し、
前記カレント・コレクターの内の少なくとも一つの、非零の面積「ｓ３」の上に被覆され、
前記電極、前記カレント・コレクター及び前記固体電解質の材料（または同材料の混合物）と、化学的にコンパチブルな材料（または同材料の混合物）で構成され、
その焼結温度は、前記電極、前記カレント・コレクター及び前記固体電解質を構成している材料（または同材料の混合物）の焼結温度に非常に近く；
更に、このメンブレンの厚さ「Ｅ」は、先に挙げた各要素の厚さの合計値に等しく、
更に、
前記固体電解質は、下記の化学式（Ｉ）で表され：
（ＭαＯβ）１−ｘ（ＲγＯδ）ｘ （Ｉ）
ここで、
「Ｍ」は、Ｂｉ，Ｃｅ，Ｚｒ，Ｇａ，Ｔｈ及びＨｆ，からなるグループの中から選択される三価または四価の元素の少なくとも一つであり；
「α」及び「β」は、前記ＭαＯβの構造が電気的に中性となるような値であり；
「Ｒ」は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｇｄ，Ｓｃ，Ｙｂ，Ｙ，Ｓｍ及びＬａ，からなるグループの中から選択される二価または三価の元素の少なくとも一つであり；
「γ」及び「δ」は、前記ＲγＯδの構造が電気的に中性となるような値であり；そして、
「ｘ」の値は、０．０５以上、０．３０以下であり、
更に特定すれば、０．０７５以上、０．１５以下であり、
更に、
前記二つの多孔質体製電極の上に被覆されている前記二つのカレント・コレクター（それらの組成は互いに同一または異なる）は、実質的に、金属、または、金ラッカーもしくは銀ラッカーなどの金属ラッカーからなり、
または、下記の混合物の内のいずれかからなり：
金属と“不活性酸化物”セラミック（例えば、アルミナ）との混合物；
金属と“ハイブリッド伝導体”酸化物セラミック（例えば、ペロブスカイト材料）との混合物；
金属と“イオン伝導体”酸化物セラミック（例えば、（８ｍｏｌ％）イットリア安定化ジルコニア）との混合物；
金属と“電子伝導体”酸化物セラミック（例えば、酸化ニッケル）との混合物；
金属と炭化物（例えば、シリコン・カーバイド）との混合物；
金属と窒化物（例えば、シリコン・ナイトライド）との混合物；
更に、
前記二つの電極（それらの組成は互いに同一または異なる）は、下記の化学式（ＩＩ）で表される材料または材料の混合物からなり：
Ｍ１Ｍ２Ｏ３ （ＩＩ）
ここで、
「Ｍ１」は、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ及びＢａ，からなるグループの中から選択される一または二以上の元素を表し；
「Ｍ２」は、Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ及びＺｎ，からなるグループの中から選択される一または二以上の元素を表し；
更に、
前記カレント・コレクターの内の少なくとも一つの上に被覆されている前記カバリング・レイヤ、または、前記カレント・コレクターのそれぞれの上に被覆されている前記カバリング・レイヤ（それらの組成は互いに同一または異なる）は、絶縁体であるか、または、先に挙げた化学式（ＩＩ）で表される化合物またはそれらの化合物の混合物であり、
更に特定すれば、下記の化学式で表される化合物であり：
ＬａｕＳｒｖＣｏｄＦｅｃＯｗ
ここで、
「ｕ＋ｖ」及び「ｃ＋ｄ」は、“１”に等しく、
「ｗ」は、問題となっている構造が電気的に中性となるような値である。
【請求項２】
下記特徴を備えた請求項１に記載のセラミック・メンブレン：
前記カレント・コレクターのそれぞれの、非零の面積「ｓ３」及び「ｓ’３」（それらは互いに同一または異なる）の上に被覆された、非零の厚さ「ｅ３」及び「ｅ’３」（それらは互いに同一または異なる）を有する二つのカバリング・レイヤを備え；
前記メンブレンの前記体積の厚さ「Ｅ」は、厚さの合計値：「ｅ＋ｅ１＋ｅ’１＋ｅ２＋ｅ’２＋ｅ３＋ｅ’３」に等しい。
【請求項３】
下記特徴を備えた請求項１または２に記載のセラミック・メンブレン：
「ｅ１」＝「ｅ’１」、「ｅ２」=「ｅ’２」であって、
また該当する場合には、「ｅ３」=「ｅ’３」である。
【請求項４】
下記特徴を備えた請求項１から３のいずれか１項に記載のセラミック・メンブレン：
「ｅ」の値は、約０．１ｍｍ以上、約２ｍｍ以下であり、
更に特定すれば、約０．５ｍｍ以上、約１ｍｍ以下であり；
「ｅ１」及び「ｅ’１」の値は、約５μｍ以上、約５０μｍ以下であり、
更に特定すれば、約１０μｍ以上、約３０μｍ以下であり；
「ｅ２」及び「ｅ’２」の値は、約５μｍ以上、約１００μｍ以下であり、
更に特定すれば、約２０μｍ以上、約６０μｍ以下であり；そして、
「ｅ３」の値は、また該当する場合には「ｅ’３」の値は、約１μｍ以上、約２００μｍ以下であり、
更に特定すれば、約２０μｍ以上、約１００μｍ以下である。
【請求項５】
下記特徴を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載のセラミック・メンブレン：
面積「Ｓ」の平坦面を有する厚さ「Ｅ」のシート状の形状を備える。
【請求項６】
下記特徴を備えた請求項５に記載のセラミック・メンブレン：
前記シートの長さ「Ｌ」は、約１ｃｍ以上、約１ｍ以下であり、
更に特定すれば、５ｃｍ以上、約５０ｃｍ以下であり；
その幅「Ｗ」は、約１ｃｍ以上、約１ｍ以下であり、
更に特定すれば、５ｃｍ以上、約５０ｃｍ以下である。
【請求項７】
下記特徴を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載のセラミック・メンブレン：
外径「Ｄ」及び内径「ｄ」の円筒状の形状を備え；
その支持層は、厚さ「ｅ」の、固体電解質からなる円筒状の緻密レイヤであり；
差「Ｄ−ｄ」の半分は、「ｅ」，「ｅ１」,「ｅ’１」，「ｅ２」，「ｅ’２」及び「ｅ３」の厚さの合計値と等しく、
また該当する場合には、これらに更に「ｅ’３」を加えた値と等しい。
【請求項８】
下記特徴を備えた請求項７に記載のセラミック・メンブレン：
前記長さ「Ｌ」は、約１ｃｍ以上、約１ｍ以下であり、
更に特定すれば、１０ｃｍ以上、５０ｃｍ以下である。
【請求項９】
下記特徴を備えた請求項１から８のいずれか１項に記載のセラミック・メンブレン：
前記固体電解質は、ＺｒＯ２，ＣｅＯ２，ＨｆＯ２，ＴｈＯ２，Ｇａ２Ｏ３及びＢｉ２Ｏ３，からなるグループの中から選択される酸化物セラミックまたは酸化物セラミックの混合物であって、
ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ，Ｇｄ２Ｏ３，Ｓｃ２Ｏ３，Ｙｂ２Ｏ３，Ｅｒ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｓｍ２Ｏ３，Ｉｎ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ３及びＬａ２Ｏ３，からなるグループの中から選択される一または二以上の酸化物によってドープされている。
【請求項１０】
下記特徴を備えた請求項９に記載のセラミック・メンブレン：
前記固体電解質は、下記の化学式（Ｉａ）で表されるイットリア安定化酸化ジルコニウムであり：
（ＺｒＯ２）１−ｘ（Ｙ２Ｏ３）ｘ    （Ｉａ）
ここで、「ｘ」は、０．０５以上、０．１５以下の値である。
【請求項１１】
下記特徴を備えた請求項１から１０のいずれか１項に記載のセラミック・メンブレン：
前記二つの電極（それらの組成は互いに同一または異なる）は、ＬａＮｉＯ３，ＣａｕＬａｖＭｎＯｗ，ＬａｕＳｒｖＭｎＯｗ，ＬａｕＳｒｖＣｏＯｗ，ＣａｕＬａｖＣｏＯｗ，ＧｄｕＳｒｖＣｏＯｗ，ＬａｕＳｒｖＣｒＯｗ，ＬａｕＳｒｖＦｅＯｗ及びＬａｕＳｒｖＦｅｃＣｏｄＯｗ，からなるグループの中から選択される材料または材料の混合物からなり、
ここで、
「ｕ＋ｖ」及び「ｃ＋ｄ」は“１”に等しく、
「ｗ」は、問題となっている構造が電気的に中性となるような値である。
【請求項１２】
下記特徴を備えた請求項１から１１のいずれか１項に記載のセラミック・メンブレン：
前記二つのカレント・コレクター（それらの組成は互いに同一または異なる）は、下記のいずれかの混合物からなる：
遷移金属の中から選択される金属（更に特定すれば、銀、銅及びニッケルの中から選択される金属）、または、貴金属の中から選択される金属（更に特定すれば、金、白金及びパラジウムの中から選択される金属）と、先に挙げた化学式（Ｉ）で表される一または二以上の化合物との混合物、
または、先に挙げた金属と、先に挙げた化学式（ＩＩ）で表される一または二以上の化合物との混合物。
【請求項１３】
下記特徴を備えた請求項１２に記載のセラミック・メンブレン：
前記二つのカレント・コレクター（それらの組成は互いに同一または異なる）は、銀と、イットリアがドープされたジルコニアのような“イオン伝導体”セラミックとの混合物で構成される。
【請求項１４】
下記特徴を備えた請求項１から１３のいずれか１項に記載のセラミック・メンブレン：
前記カレント・コレクターの内の少なくとも一つの上に被覆されている前記カバリング・レイヤ、または、前記カレント・コレクターのそれぞれの上に被覆されている前記カバリング・レイヤ（それらの組成は互いに同一である）は、下記の化学式（ＩＩａ）で表される化合物であり：
Ｌａ0.8Ｓｒ0.2Ｃｏ0.8Ｆｅ0.2Ｏw      （IIa）
ここで、
「ｗ」は、式（IIa）の構造が電気的に中性となるような値である。
【請求項１５】
下記特徴を備えた請求項２から１４のいずれか１項に記載のセラミック・メンブレン：
前記二つのカレント・コレクターのそれぞれは、回路の外側の部分に、前記カレント・コレクターを構成している金属と同一の金属からなる電子的な伝導性を備えたワイヤによって、接続されることが可能である。
【請求項１６】
下記特徴を備えた請求項２、７、８または１５のいずれか１項に記載のセラミック・メンブレン：
当該セラミック・メンブレンは、ムライトまたはジルコニアのビードによって充填されている。
【請求項１７】
空気から、または酸素を含有するガスから、酸素を分離するための、請求項１から１６のいずれか１項に記載されたセラミック・メンブレンの使用。