2019 Fiscal Year Annual Research Report
The dynamics of surface exchange reaction in oxygen permeable ceramics and its controlling factors
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17H03391
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 巌 東京大学, 物性研究所, 准教授 (00343103)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 酸素透過性セラミックス / 混合導電性セラミックス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高い酸素透過性を示す(La,Ca)FeO3(LCF)混合導電性ペロブスカイトのセラミック焼結体を作製し、酸素透過測定とその際の表面酸素ポテンシャルを同時に測定することで、バルク拡散律速の測定条件下での酸素透過速度からイオン導電率を導出した。さらに、表面交換反応が律速となる測定条件を特定し、この条件下で酸素透過性と表面酸素ポテンシャルの相関関係を調査した。
LCFの中で、特にLa0.65Ca0.35FeO3-dが高い酸素透過性を示すことをこれまでに見出している。この高い酸素透過性にとって、この組成の高いイオン導電率が主因であることが確認できた。800℃、850℃における低酸素分圧条件下では、酸素を吐き出す側の表面交換反応が律速となる。表面酸素ポテンシャルの系統的な評価により、この表面交換反応にとって、O2分子を吐き出す際に生じるチャージトランスファー（O2 -> O + 2e- や O2- -> O2 + e-等）が、律速段階であることが分かった。このチャージトランスファーの際に、電子を受け取るを役割をする試料表面上のFe4+濃度が低いことがこの原因であると考えることができる。以上の結果より、この表面交換反応を促進するために、低酸素分圧側のペロブスカイト試料表面のFe4+濃度を高めることが有効であると結論づけることができた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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