| 研究課題/領域番号 |
08455352
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
定方 正毅 (定方 正穀) 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30011175)
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| 研究分担者 |
原野 安土 群馬大学, 工学部, 講師 (90238204)
大久保 達也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (40203731)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
1997年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
1996年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
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| キーワード | イットリ安定ジルコニア / 酸素アニオンラジカル / 固定電解質 / 四重極質量分析器 / 空間電流 / 熱脱離 / 固体電解質 / YSZ / Oアニオンラジカル / 四重極質量分析 |
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| 研究概要 |
O^-イオンラジカルは次のような特徴を有している。即ち(1)再結合速度が極めて遅いため寿命が長い(2)中性のOラジカルに比べてCOやNOの酸化速度が室温で100倍以上高い、(3)電界によって、その方向性を制御できる。本研究では、O^-イオンラジカルのより高効率生成を目指して、O^-のYSZ(イットリア安定化ジルコニア)表面からの生成機構の解明とO^-の生成速度の律速段階を明らかにすることを目的とし、次の結果が得られた。
(1) 空間電流の温度・電圧依存
YSZ表面温度400〜480℃、電圧30〜200Vの範囲で空間電流を測定した。空間電流、O^-の生成量ともに印加電圧、温度に対して正の依存性を示した。
(2) 生成イオン種
正イオン・負イオンについて四重極質量分析器で質量数1から50の範囲で分析した結果、質量数16の負イオン(O^-)のみが観察された。電子イオン化による中性分子の質量分析結果では、残留ガス以外は観察されなかった。
(3) O^-生成の活性化エネルギー
質量分析のピーク強度の温度・印加電圧から、O^-生成の見かけの活性化エネルギーを求めた。その結果、印加電圧の上昇に伴い活性化エネルギーが減少することがわかった。
(4) O^-生成速度の律速段階
本研究の実験データをもとに、O^-の生成律速段階について考察を行った。律速段階としてはO^-_2またはO^-のYSZ陽極からの脱離過程であることがわかった。また、電圧印加が、脱離の活性化エネルギーに影響を及ぼしていることがわかった。
(5) 高効率生成
律速段階が脱離過程であり、より高温にすることで生成量を増やすことができると考えられる。また電極構造を微細化することでより低電圧でO^-を生成し得ると考えられる。
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