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酸化物イオン導電性膜の構造設計と高効率酸素分離

研究課題

研究課題/領域番号 23360311
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関熊本大学 (2013)
九州大学 (2011-2012)

研究代表者

木田 徹也  熊本大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (70363421)

研究分担者 島ノ江 憲剛  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (10274531)
渡邉 賢  独立行政法人物質・材料研究機構, 研究員 (90552480)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)
2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2011年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
キーワード酸素透過 / BaFeO3 / ペロブスカイト / 混合導電体 / 酸素拡散 / 気体分離 / トレーサー拡散実験 / 酸素透過膜 / 酸素吸着
研究概要

混合導電性を示すペロブスカイト型酸化物を用いた空気からの酸素分離は、電極や外部回路を必要とせず、濃度勾配のみで簡便に酸素を分離できるため、省エネルギー性が高く環境に優しい酸素富化技術として期待されている。本研究では、Co系の膜に代わり、高い特性と安定性を有するBa0.95La0.05FeO3について、膜構造の最適化による酸素分離特性の向上を詳細に検討した。その結果、La1-xSrxFeO3やBa0.3Sr0.7FeO3を酸素放出層として用いることで、大きく酸素透過速度が向上することを見出した。さらに、酸素の安定同位体18O2を用いたトレーサー拡散実験を行い酸素拡散メカニズムについて調査した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of annealing atmosphere on oxygen diffusion through Ba-Fe-based perovskite oxide2011

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, T. Kida, I. Sakaguchi, N. Ohashi, K. Shimanoe, H. Haneda
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: vol.485 ページ: 141-144

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] SIMS を用いたセラミックスのキャラクタリゼーション2013

    • 著者名/発表者名
      渡邉 賢
    • 学会等名
      第3回九州若手セラミックスフォーラム
    • 発表場所
      休暇村志賀島, 福岡市
    • 年月日
      2013-09-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Oxygen diffusion in Ba-Fe-based perovskite oxides2013

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, I. Sakaguchi, K. Takada, H. Haneda, N. Ohashi
    • 学会等名
      10th Pacific Rim Conference on Ceramics and Glass Technology
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Oxygen diffusion in Ba-Fe-based perovskite oxides2013

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, I. Sakaguchi, T. Takada, H. Haneda, N. Ohashi
    • 学会等名
      10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
    • 発表場所
      サンディエゴ、米国
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 混合導電体を用いた酸素分離膜における表面反応の検討2012

    • 著者名/発表者名
      堀 雄輔, 湯浅雅賀, 木田徹也, 山添 曻, 島ノ江 憲剛
    • 学会等名
      平成24年度日本セラミックス協会九州支部秋季合同研究発表会
    • 発表場所
      ウェルとばた, 北九州
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Ba-Fe 系ペロブスカイト型酸化物における酸素拡散挙動2012

    • 著者名/発表者名
      渡邉 賢, 坂口 勲, 高田 和典, 木田 徹也, 島ノ江 憲剛, 羽田 肇, 大橋 直樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2012年年会
    • 発表場所
      京都大学 吉田キャンパス, 京都市
    • 年月日
      2012-03-19
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Ba-Fe系ペロブスカイト型酸化物における酸素拡散挙動2012

    • 著者名/発表者名
      渡邉賢, 坂口勲, 高田和典, 木田徹也, 島ノ江憲剛, 羽田肇, 大橋直樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2012年年会
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス(京都市)
    • 年月日
      2012-03-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] イオン導電性セラミックスの応用2012

    • 著者名/発表者名
      木田 徹也
    • 学会等名
      第41回窯業基礎九州懇話会-日本セラミックス協会九州支部
    • 発表場所
      佐賀大学 本庄キャンパス, 佐賀市
    • 年月日
      2012-03-09
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イオン導電性セラミックスの応用2012

    • 著者名/発表者名
      木田徹也
    • 学会等名
      第41回窯業基礎九州懇話会-日本セラミックス協会
    • 発表場所
      佐賀大学本庄キャンパス(佐賀市)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Grain size effect on the oxygen permeation through Ba-Fe-based perovskite oxides2012

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, I. Sakaguchi, K. Takada, H. Haneda, N. Ohashi
    • 学会等名
      IUMRS-International Conference on Electronic Materials
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 混合導電体を用いた酸素分離膜における表面反応の検討2012

    • 著者名/発表者名
      堀 雄輔、湯浅雅賀、木田徹也、山添 曻、島ノ江憲剛
    • 学会等名
      平成24年度日本セラミックス協会九州支部秋季合同研究発表会,2012.12.07.
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Grain size effect on the oxygen permeation through Ba-Fe-based perovskite oxides2012

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, I. Sakaguchi, K. Takada, H. Haneda, N. Ohashi
    • 学会等名
      IUMRS-International Conference on Electronic Materials
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] SIMSを用いたセラミックスのキャラクタリゼーション

    • 著者名/発表者名
      渡邉 賢
    • 学会等名
      第43回窯業基礎九州懇話会(第3回九州若手セラミックフォーラム)
    • 発表場所
      休暇村志賀島、福岡市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 触媒調製ハンドブック, 第2編 金属酸化物触媒2011

    • 著者名/発表者名
      木田徹也, 島ノ江憲剛
    • 出版者
      株式会社 エヌティーエス
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] 触媒調製ハンドブック,第2編金属酸化物触媒pp.110-1152011

    • 著者名/発表者名
      木田徹也, 島ノ江憲剛
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      株式会社エヌティーエス
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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