2007 Fiscal Year Annual Research Report
水蒸気ポテンシャル制御下の焼成による新機能性固体電解質の創製
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19560744
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
栗田 典明 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 准教授 (20242901)
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| Keywords | プロトン導電体 / 酸化物イオン導電体 / 水蒸気制御 / カルシウムジルコネート / 安定化ジルコニア / 比例制御 / 積分制御 |
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| Research Abstract |
本研究は,イオン伝導性,特に酸化物イオンあるいはプロトン伝導性固体電解質の焼成時に精密に雰囲気中の水蒸気分圧制御を行うことで,今まで得られなかった新機能の発現を試みるものである。一般に酸化物系の固体電解質,所謂セラミックの焼成は大気中で電気炉等で行われるが,その雰囲気の精密な制御は行われていない。特に水蒸気は固体電解質のプロトン伝導性が発現する上で重要なガズ成分ではあるが,焼成による作製時には成り行き任せなのが現状である。イオン伝導体,特に酸化物プロトン伝導体においては焼成時の水蒸気制御は,そのプロトン伝導性,あるいは酸化物イオン伝導性のコントロールにおいては,プロトン伝導性の向上,あるいは,新たな特性を持った固体電解質の創製においては重要なファクターであると考える。そのような観点に立ち,平成19年度は高温用の水蒸気制御装置の開発を重点に研究を行った。水蒸気分圧制御にはプロトン伝導性固体電解質および酸化物イオン伝導性固体電解質を用い電気化学的に系内に水蒸気を出し入れを行なった。その際にPI制御を行いその制御性(安定性,応答性)の確認を行った。その結果,水蒸気分圧が凡そ10^<-4>から10^<-2>の間で長時間安定して制御を行うことが可能であった。また,水蒸気分圧の応答性も十分に確認され,シームシスな水蒸気制御装置の開発に成功した。平成20年度は,開発した制御装置を基により実用的な改良を施し,本研究の目的である水蒸気制御下のセラミックの焼成を行ない新たな機能を持つセラミックの開発を行う予定である。また,平成19年度は水蒸気制御装置の実証実験に時間を使い十分な成果発表を行うことが出来なかったが,平成20年度はこれらの成果も合わせて順次公表していく予定である。
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