| 研究課題/領域番号 |
02555169
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
工業物理化学・複合材料
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
岩原 弘育 名古屋大学, 工学部, 教授 (80023125)
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| 研究分担者 |
小出 邦博 (株)TYK, 研究所, 研究員
日比野 高士 名古屋大学, 工学部, 助手 (10238321)
郷原 一寿 名古屋大学, 工学部, 講師 (40153746)
伊藤 秀章 名古屋大学, 工学部, 助教授 (60109270)
余語 利信 名古屋大学, 工学部, 助教授 (00135310)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1991
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| 研究課題ステータス |
完了 (1991年度)
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| 配分額 *注記 |
11,700千円 (直接経費: 11,700千円)
1991年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1990年度: 9,700千円 (直接経費: 9,700千円)
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| キーワード | 水素ポンプ / プロトン導電性セラミックス / 水素センサ / 固体電解質 / 水素分圧 / 水素濃度 / 濃淡電池 / 水素選択透過機能 / センサ信号 / 水素濃淡電池 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、高温における混合ガス中の水素濃度を任意の値に制御しうる電気化学的水素ポンプを開発することである。この目的のために、プロトン導電性セラミックを用いた水素センサと電気化学的水素透過について検討し、これら二つの機能を組み合わせて水素ポンプを試作してその性能について試験した。
1.水素ポンプのための水素センサの試作試験
各種プロトン導電性セラミックスを固体電解質とし、多孔質白金を電極材としたガルバニ電池式水素センサを試作し、高温でその性能を試験することにより、上記水素ポンプのための最適条件を決定することができた。
2.電気化学的水素透過の試験
SrCeO_3を母体としたプロトン導電性セラミックスに高温、水素気流中で直流を通電することにより、水素がファラディの法則に従って透過することを確認し、このようなポンプとしての最適条件を決定した。
3.水素分圧調整用水素ポンプの試作と性能試験
上記の検討結果をもとに、SrCeO_<0.95>Vb_<0.05>O_<3ーα>組成のプロトン導電性セラミックス管の中央部に水素透過用電極を、その両端部に水素センサ用電極を取り付けた小型の水素分圧調整用水素ポンプを試作した。この装置は、水素センサからの水素濃度信号と制御電子回路からの指令信号の結果によって、ポンプ電流を最適条件で流せるように工夫したもので、水素濃度が時間的に種々変動するガスを導入したとき、ポンプ出口ガス中の水素濃度は特定の設定値にうまく制御できることが明らかになった。
4.更に良好な水素ポンプ用プロトン導電性セラミックスの開発
CaZrO_3やSrZrO_3を母体とし、Zrの一部をlnやScで置換した固溶体のセラミックスが、高温二酸化炭素に対して安定で機械的強度も大きいプロトン導電体であることを見いだした。
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