| 研究課題/領域番号 |
13355032
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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 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80184555)
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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 / 酸素透過膜 / 環境浄化 / メタン部分酸化 / 窒素酸化物 |
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| 研究概要 |
提案した新規電気化学システムの各工程の検討を行い、以下のような結果を得た。
1)Ba-Fe系ペロプスカイト型酸化物のAサイトの一部をCaで置換した試料が高い酸素透過能を示すことを見出した.また、AサイトCa置換系のBサイトをNi,Mg,Znで約10%置換したところ、酸素透過能の向上が見られ、Zn,Mg,Niの順で高い酸素透過能を示すことがわかった。2)シュウ酸塩前駆体法による多孔質支持体の調製方法について検討したところ、金属硝酸塩および酢酸塩を出発原料に用いれば約1μmの均一な孔を有し、十分な窒素透過能を示す多孔質支持体が得られた.また、硝酸塩を出発原料として調製した粒子は棒状構造をとっており、機械的強度の向上も期待できることがわかった。3)Mn-Fe系ペロブスカイトは、La-Sr-Co-Fe系と比較して、同等かそれ以上の酸素透過能を示すとともに、極めて高い耐還元性を示した。これらは、メタン部分酸化およびメタン-NOメンブレン形反応に優れた特性と安定性を示し、メタンを反応ガスとする新しいメンブレンリアクター材料であることを見出した。4)La(Sr)Ga(Fe)O_3系酸化物中のFeの平均価数を酸化還元滴定法で測定し、Feは2価と3価の中間的な価数を広い酸素分圧で示すことを見出した。また、新規な材料として、Pr_2NiO_4系酸化物が大きな酸素透過能を有することを見出した。さらに、LaFeO_3系においてScの添加効果を検討し、30mol%Sc添加で最も大きな酸素透過性能が得られた。5)混合導電体による酸素分離能力に着目し、分離した窒素の用途および競合技術について調査を行った。窒素の用途は半導体製造分野(99.99%以上)から防爆の保安用途(90%〜99%)まであるが、高純度ガスは深冷分離法、中低純度ガスはPSA及び膜分離法が競合技術となることがわかった.
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