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混合イオン導電性セラミックスの合成と応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 05453084
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 構造・機能材料
研究機関名古屋大学

研究代表者

岩原 弘育  名古屋大学, 工学部, 教授 (80023125)

研究分担者 日比野 高士  名古屋工業技術研究所, 構造プロセス部, 主任研究員 (10238321)
伊藤 秀章  名古屋大学, 工学部, 助教授 (60109270)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1994年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1993年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
キーワード混合イオン導電体 / プロトン / ペロブスカイト型酸化物 / 酸化物イオン / 燃焼電池 / ケミカルコジェネレーション / 導電率 / 燃料電池 / 電気化学的反応器
研究概要

BaCeO3を母体としたペロブスカイト型酸化物固溶体を合成し、そのセラミックスの高温におけるイオン導電性を検討した。BaCeO3の一部を3価カチオンで置換した固溶体は高温・水素-空気燃料電池条件下でプロトンと酸化物イオンによる混合イオン導電性を示すことを明らかにした。これらの試料の導電率のドーパントカチオン半径依存性を調べたところ、そのイオン半径rがr=0.90〜0.95Aで最大の導電率を示すことがわかった。また、燃焼電池条件における酸化物イオン導電率はドーパントカチオンの半径が大きいほど高くなることが明らかになった。2価カチオンをドーパントとした場合には、3価カチオンの場合に比べてプロトン導電率も酸化物イオン導電率も低下することが観察された。水蒸気の昇温脱離法と電気化学的水素同位体トレーサー実験から、2価カチオンドーパント添加の試料のプロトン導電率が低いのは、プロトン濃度もプロトン移動度も3価カチオンドーパント添加試料の場合に比べて低いことを明らかにした。
これらの混合イオン導電体が、エタンからエチレンをつくるための電気化学的メンブレン反応器やメタンからC2-炭化水素を製造するための反応器として、あるいは化学原料と電力とを同時に生産するケミカルコジェネレーションに適用できること実験室規模で実証することができた。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] S.Hamakawa: "Electrochemical Methane Coupling Using Protonic Conductors" J.Electrochem.Soc.140. 459-462 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Iwahara: "SOFC Using Dy-Doped BaCeO_3 Ceramics as a Solid Electrolye" Proc.of the 3rd Intern.Symp.on Solid Oxide Fuel Cells. 93-4. 137-145 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Iwahara: "Performance of Solid Oxide Fuel Cell Using Proton and Oxide Ion Mixed Conductors Based on BaCe_<1-X>Sm_XO_<3-α>" J.Electrochem.Soc.140. 1687-1691 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Iwahara: "Effect of Ionic Radii of Dopants on Mixed Ionic Conduction (H^++O^<2->) in BaCeO_3-based Electroltes" SOlid State Ionics. 70/71. 267-271 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Itoh: "Microstructural Control of Boundary Region Between CVD Diamond Film and Cemented Carbides Substrates" J.Mater.Sci.29. 1404-1410 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hamakawa: "Electrochemical Hydrogen Permeation in a Proton-hole Mixed Conductor and Its Application to a Membrane Reactor" J.Electrochem.Soc.141. 1720-1725 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hamakawa: "Electrochemical Methane Coupling Using Protonic Conductors" Electrochem.Soc.J.Electrochem.Soc.Vol.140. 459-462 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Iwahara: "SOFC Using Dy-Doped BaCeO_3 Ceramics as a Solid Electrolyte" Proc.of the 3rd Intern.Symp.Solid Oxide Fuel Cells. Vol.93-4. 137-145 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Iwahara: "Performance of Solid Oxide Fuel Cell Using Proton and Oxide Ion Mixed Conductors Based on BaCe_<1-x>Sm_xO_<3-a>" J.Electrochem.Soc.Vol.140. 1687-1691 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Iwahara: "Effect of Ionic Radii of Dopants on Mixed Ionic Conduction (H^++O^<2->) in BaCeO_3-based Electrolytes" Solid State Ionics. Vol.70/71. 267-271 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Itoh: "Microstructural Control of Boundary Region Between CVD Diamond Film and Cemented Carbides Substrates" J.Mater.Sci. Vol.29. 1404-1410 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hamakawa: "Electrochemical Hydrogen Permeation in a Proton-hole Mixed Conductor and Its Application to a Membrane Reactor" J.Electrochem.Soc. Vol.141. 1720-1725 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Iwahara: "Effect of Ionic Radii of Dopants on Mixed Ionic Conduction(H^++O^<2->) in BaCeO_3‐based Electrolytes" Solid State Ionics. 70/71. 267-271 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hibino: "A Hydrocarbon Sensor Using a High Temperature‐type Proton Conductor" J.Appl.Electrochem.24. 268-270 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] H.Itoh: "Microstructural Control of Boundary Region Between CVD Diamond Film and Cemented Carbides Substrates" J.Mater Sci.29. 1404-1410 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hamakawa: "Electrochemical Hydrogen Permeation in a Proton‐hole Mixed Conductor and Its Application to a Membrane Reactor" J.Electrochem.Soc.141. 1720-1725 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 李星洙: "金属線への気相成長ダイヤモンドの微結晶コーティング" 粉体および粉末冶金. 41. 63-67 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hibino: "Recycling of Carbon Dioxide Using Proton Conductor as a Solid Electrolyte" J.Appl.Electrochem.24. 126-130 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 日比野高士: "固体電解質をメンブレンリアクターに用いたエタンの脱水素" 日本化学会誌. 1993. 238-242 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi HAMAKAWA: "Electrochemical Methane Coupling Using Protonic Conductors" J.Electrochem.Soc.140. 459-462 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyasu IWAHARA: "SOFC Using Dy-Doped BaCeO_3 Ceramics as a Solid Electrolyte" Proc.of the 3rd Intern.Symp.on Solid Oxide Fuel Cells. 93-4. 137-145 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyasu IWAHARA: "Performance of Solid Oxide Fuel Cell Using Proton and Oxide Ion Mixed Conductors Based on BaCe_<1-x>Sm_xO_<3-α>" J.Electrochem.Soc.140. 1687-1691 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 岩原弘育: "ペロブスカイト型酸化物を母体とした高温型プロトン伝導性セラミックスに関する研究" 日本化学会誌. 1993. 1003-1011 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi HIBINO: "H/D Isotope Effect on Electrochemical Pumps of Hydrogen and Water Vapor Using a Proton-Conductive Solid Electrolyte" J.Electrochem.Soc.140. 2589-2592 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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