中温度域での完全水素分離を可能とする新規なセラミック膜の創製

创建新型陶瓷膜，可在中温范围内实现氢的完全分离

• 批准号: 18656227
• 负责人: 都留 稔了
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18656227/
• 关键词: プロトン; 電気伝導率; ゾルゲル法; チタニア; リン; 水素

本研究では,シリカあるいはチタニアなどのセラミックスを膜材料として用い,選択的溶解機構に基づく新規な水素分離膜を提案している。まず,シリカ,チタニアおよびリンとの複合酸化物材料を用い,プロトン伝導性薄膜の創製を行ない,このプロトン伝導性に電子伝導性を付与すると,水素分離膜を創製することが可能となると考えられる。本研究では,この新たな水素透過機構に基づく,100-300℃での中温度域で完全水素選択性を示すセラミック膜を創製するために,以下の2種類のゾルゲル法でプロトン伝導膜の創製を行なった。・メソポーラスTiO_2/Tipペレット膜の開発チタンアルコキシドをH_3PO_4触媒を用いて,メソポーラスTiO_2を作製した.従来法TiO_2と比較して比表面積が2〜4倍増加し,TiO_2(H_3PO_4)のP/Ti=0.5では最も高い比表面積262m^2/gを示した。このメソポーラスチタニアに,チタンリンゾル(TiP)をコーティングすることで,電気伝導率は200℃,水蒸気3kPa下においても高い電気伝導率14mS/cmを示すことを見出した。・TiO_2-P_2O_5薄膜の開発ゾル調製時にP源としてP_2O_5(五酸化二リン)とTBOT(テトラブチルオルトチタネート)を用い,新規チタン-リン膜の作製を行い,薄膜としてプロトン伝導特性や特性評価を行った。この手法では,1stepで香典同物質の創製の可能性がある。TiO_2-P_2O_5薄膜は湿度増加と共に伝導率が一次関数的に増加し,TiO_2(P_2O_5)[P/Ti=2]は,100℃,80%RH下において最も高い伝導率180mS/cmを示した.さらにTiO_2(P_2O_5)[P/Ti=9]は,160℃,100%RH下で3S/cmとNafion膜と比較して約30倍の性能を示すことを明らかにした。

This study で は, シ リ カ あ る い は チ タ ニ ア な ど の セ ラ ミ ッ ク ス を membrane materials と し て in い, sentaku dissolution institution に base づ く new rules な water element separation membrane を proposal し て い る. ま ず, シ リ カ, チ タ ニ ア お よ び リ ン と の composite acidification content を い, プ ロ ト ン 伝 conductivity film の created を line な い, こ の プ ロ ト ン 伝 conductivity に electronic 伝 conductivity を give す る と, water element separation membrane を created す る こ と が may と な る と exam え ら れ る. This study で は, こ の new た な water element through institutions に base づ く, 100-300 ℃ で の sentaku で completely water temperature domain in sexual を shown す セ ラ ミ ッ ク membrane を created す る た め に, the following 2 kinds の の ゾ ル ゲ ル method で プ ロ ト ン 伝 guide line membrane の created を な っ た. · メ ソ ポ ー ラ ス TiO_2 / Tip ペ レ ッ ト membrane の open 発 チ タ ン ア ル コ キ シ ド を H_3PO_4 catalyst を with い て, メ ソ ポ ー ラ ス TiO_2 を cropping し た. 従 to method of TiO_2 と compare し て が surface 2 ~ 4 times the rights to add し, TiO_2 (H_3PO_4) の P/Ti = 0.5 で は most も い high specific surface area of 262 m ^ 2 / g を shown し た. こ の メ ソ ポ ー ラ ス チ タ ニ ア に, チ タ ン リ ン ゾ ル (TiP) を コ ー テ ィ ン グ す る こ と で, electric 気 伝 conductivity は 200 ℃, under the water evaporate 気 3 kpa に お い て も high い electric 気 伝 conductivity 14 ms/cm を shown す こ と を shows し た. · TiO_2 - P_2O_5 film の open 発 ゾ ル に P source modulation と し て P_2O_5 (five acidification two リ ン) と TBOT (テ ト ラ ブ チ ル オ ル ト チ タ ネ ー ト) を い, new rules チ タ ン - リ ン を い, the membrane の cropping film と し て プ ロ ト ン 伝 guide や properties evaluation 価 を line っ た. <s:1> で technique で,1stepで the possibility of creating the same material as the incense book がある. TiO_2 - P_2O_5 film rights and と は humidity に 伝 conductivity が に raised し requirement by a number of masato, TiO_2 (P_2O_5) P/Ti = 2] [は, 100 ℃, 80% RH に お い て most high も い 伝 conductivity 180 ms/cm を shown し た. さ ら に TiO_2 (P_2O_5) P/Ti = [9] は, Under 160 ℃, 100% RH で 3 s/cm と Nafion membrane と compare し て about 30 times の performance を shown す こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

プロトン伝導性リン含有チタニア複合膜の開発と中温域における伝導特性

质子传导含磷二氧化钛复合膜的研制及其中温区电导性能

• 发表时间: 2007
• 作者: M.Abe;Y.Izumoji;Y.Tanji;尾崎隆幸
• 通讯作者: 尾崎隆幸