| 研究課題/領域番号 |
23360311
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
木田 徹也 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (70363421)
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| 研究分担者 |
島ノ江 憲剛 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (10274531)
渡邉 賢 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (90552480)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| キーワード | 酸素透過 / ペロブスカイト / 酸素拡散 / 混合導電体 / 気体分離 / トレーサー拡散実験 |
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| 研究概要 |
本年度においては、我々が見出したBa0.95La0.05FeO3-delta（BLF）膜における酸素拡散メカニズムを明らかにするため酸素の安定同位体18O2を用いたトレーサー拡散実験を行った。BLF焼結体試料を18O2ガス（99.5atm%、170torr）中、500～700℃で20分アニールし、室温まで急冷した後、二次イオン質量分析計でその濃度を測定した。その結果、以下の知見を得た。
1)いずれの温度においても表面18O濃度は、30％以下であり、表面交換反応が十分にすすんでいない。従って、BLF膜においては、表面における酸素の吸着、解離が律速段階であることがわかった。
2)500-700度における酸素の自己拡散係数は10-7～10-6 cm2 s-1と、ペロブスカイト型酸化物のなかで最も高い値を示した。従って、BLFはこれまで報告されている材料と比較して、優れた酸素拡散性を有することが明らかにできた。
3)酸素同位体試験結果を踏まえて酸素空孔生成エネルギーに関して考察した結果、BLFにおける酸素拡散は、酸素空孔のマイグレーションとスモールポーラロンのホッピング伝導モデルで説明されることが示唆された。
また、La1-XSrXFeO3を酸素放出層として用いた場合の透過膜の性能に及ぼす影響についても詳細に検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
理由
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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