Development of hydrogen separation reformer using Ni-proton conducting oxides

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05670
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: Itagaki Yoshiteru 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (30325146)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 水素分離膜 / セラミック / 両極性伝導

Outline of Final Research Achievements

This study revealed the effect of adding GDC of Ni-BCY-GDC cermet on the microstructure miniaturization effect, conductivity and hydrogen permeation characteristics, and optimized the composition on the hydrogen permeation characteristics. Below 10 vol% of GDC, the particle size of both Ni and BCY phases increased as the amount of GDC decreased. Although this change had almost no effect on electron conductivity, the hydrogen permeation test showed a maximum hydrogen permeation flux of 0.142 ml min ^ -1 cm ^ -2 at 700 ° C with a maximum of 10 vol% with GDC addition. It was found that GDC 10 vol% is the optimum composition in Ni40 vol% -BCY-GDC cermet.

Free Research Field

セラミック材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究ではPdに替わる水素透過膜の開発を目指し，Niとプロトン導電酸化物（BCY）からなるセラミック系水素透過膜の作製と評価を行った。水素透過特性は添加物であるGDCの含有量に大きく依存し，GDCの体積分率10vol%で最適組成となることを見出した。これは，GDC添加によりNiによる電子伝導とBCYによるプロトン導電率が両立されることによるものであることが分かった。現状ではPdの特性の1/10程度であることから，さらに材料のプロトン導電や水素原子の拡散性能を向上させていく必要がある。