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2017 Fiscal Year Annual Research Report

The dynamics of surface exchange reaction in oxygen permeable ceramics and its controlling factors

Research Project

Project/Area Number 17H03391
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

籠宮 功  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40318811)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松田 巌  東京大学, 物性研究所, 准教授 (00343103)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords酸素透過性セラミックス
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、酸素透過性セラミックスの表面交換反応を支配する主因子を明らかにすることを目的としている。
今年度は、主にLa-Ca-Fe系ペロブスカイトに注目し、La/Ca比を系統的に変化させたセラミックス試料の作製条件を検討し、各組成の単相試料を得た。その表面交換反応を導電率緩和法にて調べた結果、酸素透過性能が高い組成の試料において、高いイオン拡散係数及び、高い表面交換反応係数を示すことを確認した。
一方、以上の試料表面を、XPSにて室温で調べたところ、表面交換反応が速い試料の表面ほどO1s軌道に起因するピークがシャープであり、表面交換反応が遅い試料ほどブロードになる傾向があることが分かった。このO1sピークがブロードなほど、格子内酸素の結合状態と異なる多数の酸素結合状態が存在することを意味する。このような格子内酸素と異なる表面の酸素結合状態は、表面交換反応にとって不利に働くことが分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は、酸素透過測定装置を用いた表面交換反応の評価を予定していたが、ガス分析装置が故障したため、この実験を延期せざるを得なかった。その分、当初の計画より遅れている。

Strategy for Future Research Activity

上記故障した装置の修理が完了したので、酸素透過測定装置の表面交換反応評価を効率を上げて行うことに重点を置く。

  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] European Ceramics Centre(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      European Ceramics Centre
  • [Journal Article] Oxygen permeation properties of mixed conductive Sm0.5Ca0.5FeO32018

    • Author(s)
      Kagomiya Isao、Hirota Yuki、Tsunekawa Kyosuke、Kakimoto Ken-ichi
    • Journal Title

      Solid State Ionics

      Volume: 317 Pages: 83~88

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.ssi.2017.12.038

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Weak ferromagnetic ordering in brownmillerite Ca2Fe2O5 and its effect on electric field gradients2017

    • Author(s)
      Kagomiya Isao、Hirota Yuki、Kakimoto Ken-ichi、Fujii Kotaro、Shiraiwa Masahiro、Yashima Masatomo、Fuwa Akio、Nakamura Shin
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 19 Pages: 31194~31201

    • DOI

      10.1039/c7cp04520d

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural modifications of lanthanum silicate oxyapatite exposed to high water pressure2017

    • Author(s)
      Pons Aenor、Bchade Emilie、Jouin Jenny、Colas Maggy、Geffroy Pierre-Marie、Masson Olivier、Thomas Philippe、Kagomiya Isao、Asaka Toru、Fukuda Koichiro、Slodczyk Aneta、Colomban Philippe
    • Journal Title

      Journal of the European Ceramic Society

      Volume: 37 Pages: 2149~2158

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2016.12.034

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酸素透過性(LaxCa1-x)FeO3-δ の酸化物イオン拡散および表面交換反応特性2018

    • Author(s)
      恒川恭介・籠宮功・柿本健一・小椋裕介
    • Organizer
      日本セラミックス協会2018年年会
  • [Presentation] 混合導電性セラミックスの酸素透過過程における表面交換反応の評価2018

    • Author(s)
      高橋克典・籠宮功・柿本健一
    • Organizer
      日本セラミックス協会2018年年会
  • [Presentation] Oxygen permeation and electrical properties of Ca doped SmFeO32017

    • Author(s)
      Isao Kagomiya, Yuki Hirota, Kyosuke Tsunekawa and Ken-ichi Kakimoto
    • Organizer
      8th International Conference on Electroceramics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Protonic defects in a layered perovskite Sr3Fe2O5Cl2 and its ionic conductivities2017

    • Author(s)
      Yutaro Yagi, Isao Kagomiya, Ken-ichi Kakimoto
    • Organizer
      21st International Conference on Solid State Ionics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Oxygen permeation properties of mixed conductive (Sm,Ca)FeO32017

    • Author(s)
      Isao Kagomiya, Yuki Hirota, Kyosuke Tsunekawa, Ken-ichi Kakimoto
    • Organizer
      21st International Conference on Solid State Ionics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] OH- DIFFUSION IN Fe-BASED LAYERD PEROBSKITE OXIDE2017

    • Author(s)
      Y. Wakita, I. Kagomiya and K. Kakimoto
    • Organizer
      International Seminar on Green Energy Conversion
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ca2Fe2O5の弱強磁性が格子歪みと電気物性に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      籠宮功・廣田有貴・柿本健一・藤井孝太郎・白岩大裕・八島正和・不破章雄・中村真一
    • Organizer
      日本セラミックス協会第30回秋季シンポジウム
  • [Presentation] プロトン導入した複合アニオン層状ペロブスカイトSr3Fe2O5Cl2のイオン伝導特性2017

    • Author(s)
      八木祐太朗、籠宮功、柿本健一
    • Organizer
      第43回固体イオニクス討論会
  • [Presentation] LaxCa1-xFeO3-d (0 ≦ x ≦ 1) の結晶構造と酸素透過特性2017

    • Author(s)
      村山智紀、籠宮功、柿本健一、小椋裕介
    • Organizer
      日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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