2006 Fiscal Year Annual Research Report
酸化物・電子混合導電体を用いた高温での二酸化炭素ガスからの一酸化炭素分離
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17655093
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
武田 保雄 三重大学, 大学院工学研究科, 教授 (60093051)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平野 敦 三重大学, 大学院工学研究科, 助手 (60324547)
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| Keywords | 酸化物イオン混合導電体 / 一酸化炭素分離 / ペロブスカイト型酸化物 / 二酸化炭素分解 / SOFC |
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| Research Abstract |
この研究では、二酸化炭素の高温電解の原理を応用し、電気エネルギーを利用しない方法として、酸化物イオン・電子混合導電体を用いた二酸化炭素の高温還元について検討した。ここでは、高温かつ広い酸素分圧雰囲気下で安定な酸素分離膜の探索、そしてその二酸化炭素分解分離特性につき検討した。
1.ランタンコバルタイトペロブスカイト型酸化物La_<1-x>Sr_xCo_<1-y>M_yO_3(M=Cr, Fe)に、高温かつ広い酸素分圧雰囲気下での安定性を持たせるために、Cr, Mn, Feのドープを行った。
より電子導電性の高かったM=Feの系について酸素透過能測定を行った。その結果、酸化物イオン導電性はFeのドープの多い試料ほど低下しy=0.0で最大となった。今回の測定ではFeのドープは、酸化物イオン導電性の向上につながらなかった。二酸化炭素分解の向上もあまり見られなかった。
K_2NIF_4型構造を有するLn_<2-x>Sr_xNiO_<4+δ>についてLnを変え、また、Srをドープすることによって酸素透過・二酸化炭素分解分離膜の検討を行った。
1.酸素過剰量を求めた結果、Srの固溶量xが大きくなるにつれ酸素量は減少した。
2.電子導電性は、Srの固溶量xが大きくなるにつれ増加した。SrをドープしたことによりNi^<2+>対Ni^<3+>によるホッピング伝導による酸素イオン導電性が発現し、電子導電性の向上につながった。また、1000℃における電子導電性の値はPr>Nd>Laの順であった。
3.酸素透過能測定の結果、酸化物イオン導電性はSrの固溶量xが大きくなるにつれ低下しx=0.0で最大となった。このことより、電子導電率より酸素量の方が酸素透過能に大きく影響することがわかった。また、酸化物イオン導電性の値はLa>Pr>Ndの順であった。
4.二酸化炭素分解能測定の結果、一酸化炭素の発生が確認され、二酸化炭素と一酸化炭素の分離が可能であり二酸化炭素分解膜として有用であることがわかった。また、Srの固溶量xが大きくなるにつれ一酸化炭素濃度は減少した。
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