メンブレンリアクターを用いたメタン部分酸化による合成ガス製造

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10305061
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 菊地 英一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90063734)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上宮 成之 岐阜大学, 工学部, 助教授 (60221800) ; 松方 正彦 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00219411)
• Keywords: 酸素透過膜 / ペロブスカイト / 非対称膜 / 緻密膜

Research Abstract

本研究では今年度、(1)酸素透過膜の非対称膜化、(2)製膜法の最適化、(3)新親物質の探索について検討を行った。(1)について、緻密層として酸化物(SrFeCo_<0.5>O_x)を成型器中で平らにし、その上に多孔質層として燃焼して細孔を形成する添加剤(エチルセルロース粉末)と酸化物の混合物を入れ、2つの層を同時に加圧成型、焼結することにより一段で非対称平膜を合成する手法を確立した。得られた膜で、最も小さい緻密層の膜厚は約100μmであった。この方法により合成した非対称膜の酸素透過能は対称膜のものを上回り、また、緻密層の膜厚が小さくなるほど酸素透過能は増大した。(2)について、(a)固相反応法、(b)蒸発乾固法、(c)EDTA-クエン酸混合法により合成したSrFeCo_<0.5>O_x粉末を用いて製膜を行い、酸素透過能を比較した。その結果、酸素透過能は(a)<(b)<(c)であった。また、蒸発乾固法による粉末を用いた製膜について、合成条件の検討を行った。原料粉末について焼成および粉砕を繰り返し、膜の焼結を高温で行うことにより酸素透過能が向上することがわかった。(3)について、La_<0.4>Ba_<0.6>Fe_<0.8>Co_<0.2>O_<3-0>のLaサイトを別の希土類(Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb)により置換を行った。その結果、Ceはペロブスカイト構造をとらなかったが、他の元素については置換することができ、ペロブスカイト構造をとった。これらの物質について製膜を行い、酸素透過能の評価を行っている。

Research Products

• [Publications] M.Matsukata et al.: "Fabrication of asymmetric SFC membrane for oxygen permeation"ACS Nat. Met. Proc.. 222-225 (2001)
• [Publications] M.Ikeguchi, M-Matsukata et al.: "Effect of preparation methed on oxygen permeation properties of SFC"ICIM. 7. 7-14 (2002)