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プロトン伝導性固体電解質の輸送熱

Research Project

Project/Area Number 09215206
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

永田 和宏  東京工業大学, 工学部, 教授 (70114882)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福山 博之  東京工業大学, 工学部, 助教授 (40252259)
須佐 匡裕  東京工業大学, 工学部, 助教授 (90187691)
Project Period (FY) 1997
Project Status Completed (Fiscal Year 1997)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 1997: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywordsプロトン伝導体 / 固体電解質 / 熱起電力 / ゼ-ベック係数 / 輸送熱 / ソレ-平衡
Research Abstract

プロトンと正孔の混合伝動体であるSrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_3固体電解質の熱起電力を測定し,プロトンおよび正孔の輸送熱を求めた。実験装置はカンタル線抵抗炉の中に小型の抵抗炉を挿入し、この中に試料を入れ、小型抵抗炉の温度を高温側として所定の温度にし、低温側を変化させて0〜100Kの温度差を付けた。試料の長さは約30mmの棒状である。その両端に0.5mm径の白金線を巻き電極とした。それぞれの電極にはR型熱電対を溶接し、温度を測定すると同時に白金線をリ-ド線として熱起電力を測定した。炉の温度は773〜1273Kである。炉内雰囲気は水蒸気圧を1308〜9344Pa間の所定の分圧に調整した酸素あるいは空気である。熱起電力は定常状態で測定した。ゼ-ベック係数は負の値を示し、水蒸気分圧1308Paの酸素ガス中では1273Kで-0.7532mV/K,773Kで-0.2604mV/Kであり、白金の絶対熱電能よりかなり大きく,酸素イオン導伝体であるZrO_2-9MgOやZrO_2-8Y_2O_3固体電解質の1773Kでの値、それぞれ-0.25mV/K、-0.153V/Kと比較しても大きい。輸送熱Q^*_iとゼ-ベック係数のαの関係α=F^<-1>[-t_H(dμ_<H2O>/dT)/2+(1-t_h)(dμ_<O2>/dT)/4-(t_hQ^*_H+t_hQ^*_h)T^<-1>]と,定常状態での式(dμ_<O2>/dT)/4-dμ_<H2O>/dT)/2=(Q^*_H-Q^*_h)T^<-1>から,プロトンとホールの輸送熱は1273Kでそれぞれ63kJ/molと179kJ/mol、773Kで10kJ/molと87kJ/molで温度の1次関数で表される。また、水蒸気分圧、酸素分圧依存症は小さい。ここでμは化学ポテンシャル,はファラデー定数である。

Report

(1 results)
  • 1997 Annual Research Report
  • Research Products

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All Publications (1 results)

  • [Publications] 永田和宏,他: "プロトン伝導性固体電解質の輸送熱" 固体内高速イオンのダイナミクスとそのイオンクスへの展開最終報造書. (1998)

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      1997 Annual Research Report

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Published: 1997-04-01   Modified: 2016-04-21  

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