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アルカリ金属炭酸塩の高温熱力学特性と化学反応性

研究課題

研究課題/領域番号 61470077
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 工業物理化学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

田川 博章  横浜国立大学, 環境科学研究センター, 教授 (70126382)

研究分担者 水崎 純一郎  横浜国立大学, 環境科学研究センター, 助教授 (90092345)
太田 健一郎  横浜国立大学, 工学部, 助教授 (30011216)
研究期間 (年度) 1986 – 1987
研究課題ステータス 完了 (1987年度)
配分額 *注記
5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
1987年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1986年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
キーワードアルカリ金属炭酸塩 / 溶融炭酸塩燃料電池 / セラミックスの腐食 / アルカリ金属炭酸塩の熱力学 / ジルコニア / 酸化ニッケル / ニッケルフェライト / 炭酸塩の熱力学
研究概要

(1)溶融炭酸塩の熱力学的性質:金属組成の異なるアルカリ炭酸塩の安定性を比較検討するのに適した状態図として,炭素活量と酸素分圧の各々の対数を軸にとり,その平面上に各炭酸塩の安定領域を示す方式の状態図を提案した. この状態図を用いると,種々の雰囲気での炭酸塩の安定性や,その安定性の金属組成変化に伴う変化が直ちに判断できる.
(2)溶融炭酸塩とセラミックスとの化学反応性:炭酸塩と著しく反応するセラミックスの例として,安定化ジルコニアを,また比較的安定な導電性セラミックスの例として,酸化ニッケル及びニッケルフェライトを選択した. (1)安定化ジルコニアは,数百度以上では,固体のアルカリ炭酸塩と接しただけで破壊に至る激しい腐食を受けることがある. 種々の条件下で反応した試料を,X線回析,SEM,EPMAなどで検討した結果,この腐食現象の主な原因が,アルカリ金属スオンのジルコニアセラミックス粒界への侵食によるものであることなどが判明した. (2)酸化ニッケルやニッケルフェライトは溶融アルカリ炭酸塩に微量ながら溶解する. これら酸化物から混合アルカリ炭酸溶融塩中へのニッケルの溶解度を,アルカリ金属成分の組成,温度,およびCO_2分圧の関数として測定し,溶解度を決定づけている要因を検討し,以下の結論が得られた. 1023K以下では,いずれの酸化物からのニッケルの溶解度もCO_2分圧に比例し,酸性溶解[NiO(s)+CO.ナ_<2.ニ>(g)=Ni^<2+>(1)+CO.ナ_<3.ニ>^<2->(1)]の形で反応が起こる. 溶解度は温度上昇に伴って低下する. 単一アルカリ金属炭酸塩では,溶解度はリチウム塩が最も小さく,カリウム塩が最も大きい. ニッケルフェライトの溶解度は酸化ニッケルより約1桁小さい. また,溶解度は酸化物中にニッケルのモル分率にほぼ比例する.
(3)成果の取りまとめ:以上の成果を取りまとめ,環境科学研究センター紀要,各学会誌などに投稿した.

報告書

(2件)
  • 1987 実績報告書
  • 1986 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] 水崎純一郎他: 横浜国立大学環境科学研究センター紀要. 14. 59-65 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 太田健一郎他: 電気化学. 55. 323-326 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 太田健一郎他: 電気化学. 56. 48-49 (1988)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 太田健一郎他: 電気化学. 56. (1988)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 太田健一郎他: 日本化学会誌.

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 田川博章他: J.Amer.Ceram.Soc.69. 310-314 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 田川博章他: 日本化学会第52春季年会講演要旨集I. 478 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 新庄孝他: 電気化学協会'86秋季大会講演要旨集. 127 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 浜野日出人他: 電気化学協会'87春季大会講演要旨集. (1987)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 押田勇雄他: "エネルギー変換技術" 東京電機大学出版局, 280 (1987)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書

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公開日: 1987-03-31   更新日: 2016-04-21  

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