アルカリ金属炭酸塩の高温熱力学特性と化学反応性

碱金属碳酸盐的高温热力学性质和化学反应活性

• 批准号: 61470077
• 负责人: 田川 博章
• 金额: $ 3.58万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1986
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1986 至 1987
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-61470077/
• 关键词: 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

(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.

(1)Thermodynamic properties of molten carbon acid: comparison of the stability of carbon acid with different metal compositions, the appropriate state of carbon activity and acid pressure, the number of pairs of axes, and the state of the stable region of carbon acid in the plane. The stability of carbon dioxide is determined by the stability of carbon dioxide and the metal composition of carbon dioxide. (2)Chemical reactivity of molten carbon acid: Examples of carbon acid: Examples of carbon acid: example of carbon (1)Stabilized carbon dioxide, hundreds of degrees above, solid carbon dioxide, solid carbon dioxide, solid carbon dioxide, The results of X-ray analysis,SEM,EPMA and other methods were analyzed. The main reason of the corrosion phenomenon was identified. (2)Acidification of carbon dioxide can dissolve trace amounts of carbon dioxide. The main factors determining the solubility of the mixed acid in the solution of carbonic acid are discussed, and the following conclusions are obtained. Below 1023K, the solubility of the acid compound in the medium is higher than that in the CO2 partial pressure ratio, and the acid dissolution [NiO(s)+CO._&lt;2.&gt;(g)=Ni^&lt;2+&gt;(1)+CO._&lt;3.&gt;^<2->(1)] is higher than that in the acid solution. Solubility increases with temperature and decreases. The solubility of a single metallic carbon acid is the lowest, the highest and the lowest. The solubility of the acid is about 1%. Solubility is the percentage of acid in the solution. (3)Results: The above results are selected, environmental science research notes, contributions from various societies.

项目成果

太田健一郎他: 日本化学会誌.

Kenichiro Ota 等人：日本化学会杂志。

太田健一郎他: 電気化学. 56. (1988)

Kenichiro Ota 等人：电化学 56。（1988）

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)

Isao Oshida 等：《能量转换技术》东京电机大学出版社，280（1987）

太田健一郎他: 電気化学. 55. 323-326 (1987)

Kenichiro Ota 等人：电化学 55. 323-326 (1987)

田川博章他: J.Amer.Ceram.Soc.69. 310-314 (1986)

Hiroaki Takawa 等人：J.Amer.Ceram.Soc.69（1986）。