| 研究課題/領域番号 |
13355032
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
工業物理化学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
三浦 則雄 九州大学, 産学連携センター, 教授 (70128099)
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| 研究分担者 |
酒井 剛 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助手 (40284567)
山添 昇 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (40037817)
寺岡 靖剛 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (70163904)
瀬戸口 稔彦 三菱重工業(株), 長崎研究所, 主任
石原 達己 (石原 達巳) 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80184555)
正宝 敏貴 麻生セメント(株), 中央研究所, 研究員
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
50,180千円 (直接経費: 38,600千円、間接経費: 11,580千円)
2003年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2002年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2001年度: 27,950千円 (直接経費: 21,500千円、間接経費: 6,450千円)
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| キーワード | 混合導電体 / ペロブスカイト / メンブレンリアクター / 酸素透過膜 / 環境浄化 / メタン部分酸化 / NOx分解 / メンブレンリアクタ / 窒素酸化物 / 混合誘導体 / NO_X分解 / NO_x分解 |
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| 研究概要 |
新規提案した電気化学メンブレンリアクターシステム各工程の検討を行い、以下の結果を得た。
1)Ba-Fe系ペロブスカイト型酸化物についてその構造および酸素透過能を評価した結果、Aサイトをイオン半径の小さな希土類やCaなどのアルカリ土類金属で一部置換すれば、室温でも立方晶構造が安定化されること、比較的低温から酸素透過能が発現することを見出した。またBサイトの一部をNi、Mg、Znで置換すれば、酸素透過能が向上することを明らかにした。2)FeとMnをBサイトに含むペロブスカイト型酸化物は,酸素透過能と耐還元性を併せ持つ材料であり,メタンによるNO還元およびメタン部分酸化メンブレンリアクター用毒素透過膜として安定に作動することを明らかにした。また,Ba-Sr-Fe系ペロブスカイトは最高水準の酸素透過能を示し,Mn-Fe系ペロブスカイトは酸素製造用としてもメンブレンリアクター用としても有望な非Co系酸素透過材料であることを見出した。3)CH_4の部分酸化に応用可能な安定性を有する材料について検討し、La-Sr-Ga-Fe系酸化物が優れた酸素透過能と化学的な安定性を有することを明らかにした。この系での酸素欠陥構造を検討し、Feは広い温度範囲および酸素分圧下で約2.5価の平均価数を有し、ホール伝導がCH_4雰囲気まで支配的であることを示した。また、Pr_2NiO_4系酸化物は化学的な安定性には劣るものの、大きな酸素透過能を有することを見出した。4)酸素透過膜の薄膜化による酸素透過能の向上を目的として多孔質支持体の調製方法について検討した結果、カーボンの添加による孔形成に関する基礎データをもとに、シュウ酸塩前駆体法が有効であることを明らかにした。本方法で調製した前駆体は、1200℃の高温焼成でも均一な孔が形成され、実用上十分な窒素透過率を示すことがわかった。また、硝酸塩を出発原料としたものは棒状構造の粒子から成っており、機械的強度の向上も期待された.
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