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固体内高速イオン移動現象を利用した新規応用分野の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 07239104
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関三重大学

研究代表者

山本 治  三重大学, 工学部, 教授 (70023116)

研究分担者 三浦 則雄  九州大学, 総合理工, 助教授 (70128099)
水崎 純一郎  東北大学, 科学計測研究所, 教授 (90092345)
岩原 弘育  名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (80023125)
内田 祐之  山梨大学, 工学部, 助教授 (20127434)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
100,400千円 (直接経費: 100,400千円)
1997年度: 27,000千円 (直接経費: 27,000千円)
1996年度: 46,800千円 (直接経費: 46,800千円)
1995年度: 26,600千円 (直接経費: 26,600千円)
キーワードプロトン導電体 / 固体酸化物燃料電池 / 化学センサー / 酸化物イオン導電体 / 混合導電体 / ガス分離膜 / ペロブスカイト型酸化物 / ナトリウムイオン導電体 / 高温固体燃料電池 / ジルコニア系酸化物 / 水素分圧制御 / 水素ポンプ / セリア系電解質 / 化学センシング素子 / 周波数分散計測 / 燃料電池 / 安定化ジルコニア / 電子イオン混合導電体 / 固体電解質 / ケミカルコジェネレーション
研究概要

高速イオン導電性固体の新規応用を開拓すべく研究した結果、次のような成果が得られた。
(1)低温型固体酸化物燃料電池用電解質の開発を目指し、ZrO_2-Ln_2O_3(Ln=lanthanides)系酸化物の導電性を系統的に検討した。その導電性は添加イオンのイオン半径に大きく依存し、また、酸化物イオンの移動のエンタルピーをよび添加イオンと酸化物との会合のエンタルピーもイオン半径により変化した。これらの成果は高速イオン導電体探索に重要な指針を与えるものである。
(2)プロトン導電体SrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_<3-x>を隔膜とし、水素ポンプ機能を応用したガス中の水蒸気を電気的に除去する除湿装置を試作した。この除湿装置は高効率で低水素蒸気圧まで除湿が可能となった。
(3)固体酸化物燃料電池の酸素極としてのLa_<1-x>Sr_xCoO_3の電極反応挙動についで検討した結果、電極内部および電極と電解質界面では酸素の拡散は早いが、気相と電極界面での移動は遅いことが解った。これらの成果は高性能酸素極の設計にきわめて有益である。
(4)Na^+イオン導電体のNASICONを電解質とし、補助極にNaNO_2を組み合わせたNOセンサーを開発し、その特性を検討した。10-1ppmの広い濃度範囲で極めて良好な特性を示した。また、電解質に安定化ジルコニアを、電極にCdOとSnO_2との混合物を用いたセンサーはCOに選択的に応答することが認められた。
(5)固体酸化物燃料電池の高性能燃料極を開発した結果、Ru-Sm添加CeO_2の微細構造を制御した電極が低温においても極めて優れて電極特性をしめすことが認められた。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] 山本 治: "Li_<1-x>Sr_xCoO_3(Ln=Sm、Dy)for the electorode of solid oxide fuel cells"Solid States Ionics. 111. 283-288 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山本 治: "Gd_<1-x>A_xMnO_3(A=Ca)for the electrode of splid oxide.fuel cells"J.Electrochem.Soc.. 144. 2810-2816 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岩原 弘育: "Perform of a one-chamber solid oxide fuel cell with a surface-mondified zirconia electrolyte"J.Electrochem.Soc.. 144. 3125-3130 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岩原 弘育: "Erectrochemical properties of junction between protonic conductor and oxide ion conductor"Solid States Ionics. 97. 477-482

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 水崎 純一郎: "Oxygen permeation in ZrO_2-CeO_2-CaO for application to oxygen separation from theirmally decomposed H_2O"J.Electrochem.Soc.. 144. 1050-1055 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 水崎 純一郎: "Electorichemical reaction kinetics of mixed cunducting electrodes on CeO_2-based solied electorolytes"Electrochem.Soc.Proc.Volume. 97-18. 473-482 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osamu Yamamoto: "LnィイD21-xィエD2SrィイD2xィエD2CoOィイD23ィエD2(Ln=Sm, Dy) for electrode of solid oxide"Solid State Ionics. 111. 283-288 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osamu Yamamoto: "GdィイD21-xィエD2AィイD2xィエD2MnOィイD23ィエD2(A=Ca and Sr) for the electrode of solid oxide fuel cells"J. Electrochem. Soc. 144. 2810-2816 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyasu Iwahara: "Performance of a one-chamber solid oxide fuel cell with a surface-modified zirconia electrolyte"J. Electrochem. Soc. 144. 3125-3130 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyasu Iwahara: "Etectrochemical properties of junction between protonic conductor and oxide ion conductor"Solid State Ionics. 97. 477-482

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jyunichirou Mizusaki: "Oxygen permeation in ZrOィイD22ィエD2-CeOィイD22ィエD2-CaO for application to oxygen separation from thermally decomposed HィイD22ィエD2O"J. Electrochem. Soc. 144. 1050-1055 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jyunichirou Mizusaki: "Electrochemical reaction kinetics of mixed conducting electrodes on CeOィイD22ィエD2-based solid electrolytes"J. Electrochem. Soc. Proc. Volume. 97-18. 473-482 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山本 治: "Ln_<1-x>Sr_xCoO_3(Ln=Sm,Dy)for the electrode of solid oxide fuel cells" Solid State Ionics. 111. 283-288 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 山本 治: "Gd_<1-x>A_xMnO_3(A=Ca and Sr)for the electrode of solid oxide fuel cells" J.Electrochem.Soc.144. 2810-2816 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 岩原 弘育: "Performance of a one-chamber solid oxide fuel cell with a surface-modified zirconia electrolyte" J.Electrochem.Soc.144. 3125-3130 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 岩原 弘育: "Electrochemical properties of junction between protonic conductor and oxide ion conductor" Solid State Ionics. 97. 477-482

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 水崎 純一郎: "Oxygen permeation in ZrO_2‐CeO_2‐CaO for application to oxygen separation from thermally decomposed H_2O" J.Electrochem.Soc.144. 1050-1055 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 水崎 純一郎: "Electrochmical rection kinetics of mixed conducting electrodes on CeO_2‐based solid electrolytes" Electrochem.Soc.Proc.Volume. 97・18. 473-482 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Arachi: "The Electrical Conductivity of the ZrO_2-Sc_2O_3-Y_2O_3 and ZrO_2-Sc_2O_3-Yb_2O_3 Systems" Dennki Kagaku,. 64. 638-641 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] O.Yamamoto: "Oxide Ion Conductivity in the ZrO_2-Sc_2O_3 System" Solid State Ionics:New Developments,ed.B.V.R.Chowdari et al,World Scientific Publishing Co.221-233 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Iwahara: "An Electrochemical Steam Pump using a Proton Conducting Ceramic" J.Appl.Electrochem.26. 829-832 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Iwahara: "Proton Conducting Ceramics and Their Application" Solid State Ionics. 86. 9-15 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] J.Mizusaki: "A Chemical Diffusion Controlled Electrode Reaction at the Compact La_1-_XSr_XMnO_3/Stabilized Zirconia Interface in Oxygen Atmospheres" J.Electrochem.Soc.143. 3065-3073 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] N.Miura: "Mixed Potential Type NOx Sensor Based on Stabilized Zirconia and Oxide Electrode" J.Electrochem.Soc.143. L33-L35 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 山本 治: "Electrical conductivity of stabilized zirconia with ytterbia and scandia" Solid State Ionics. 79. 137-142 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 岩原弘育: "Technological challenges in the application of proton conducting ceramics" Solid State Ionics. 77. 289-298 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 岩原弘育: "Electrocatalytic oxidation of methane by alternating current electrolysis using yttria-stabilized zironia" J. Electrochem. Soc. 142. 3262-3267 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 水崎純一郎: "Measurement of oxygen permeability in CeO_2 doped YSZ" Solid State Ionics. 79. 208-211 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 水崎純一郎: "Simple mathematical model for the electrical conductivity of highly porous ceramics" J. Amer. Ceram. Soc.79. 109-113 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 三浦則雄: "Solid state potentiometric CO_2 sensor using anion conductor and metal carbonate" Sensors and Actuators. B24/25. 260-265 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 山本 治: "Solid state electrochemistry Chap. 11 Applications" Cambridge University Press, 40 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 山本 治: "Handbook of Solid State Batteries and Capacitors Chapter 7 Copper Solid State Batteries" Word Scientific, 9 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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