太陽エネルギーによる水の熱分解からの水素製造用耐熱衝撃性高融点固体電解質の開発

开发抗热震高熔点固体电解质，用于利用太阳能水热解制氢

• 批准号: 04805001
• 负责人: 二唐 裕
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04805001/
• 关键词: 耐熱衝撃; 酸素透過率; 安定化ジルコニア; ジルコニア; セリア; マグネシア; 局部短絡効果

研究課題について萌芽的研究を行なったので報告する。種々の安定化ジルコニアの中で熱衝に強いと云われているマグネシア安定化ジルコニアに、酸素透過率の律速である電子伝導を増大させる目的で、セリアを添加した試料の酸素透過率を測定した。その成分は[(ZrO_2)_<1-x>(CeO_2)_x]_<0.9>(MgO)_<0.1>:X=0,0.1,0.2,0.3,0.4である。試料は1700℃×6hで焼結し各Xについてφ13×9mm,長さ3,7,12mmに成形した。測定はこのパイプ状試料の上下に白金パッキングを介してアルミナパイプ及び蓋を高温で圧着し、試料内部にHeを供給しガスクロマトグラフにより酸素透過率を測定した。三種類の長さの試料の測定により白金パッキングによる局部短絡効果の影響を取除くことができた。結果は各Xついて酸素透過率は温度の上昇と供に指数関数的に増大し、Xの増加と共に増大し、X=0.4の透過率はX=0の約50倍に達することが判明した。熱衝撃に関してはXの増加と共に弱くなる傾向にあった。そこでジルコニアの安定剤のイオン半径に対する耐熱衝撃を調べる目的で次ぎの試料について実験を行なった。(ZrO_2)_<0.875>[(CaO)_<1-x>(MgO)_x]_<0.125>:X=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0。実験方法は本補助金で購入した高出力赤外線放射加熱装置を用いて10×10mm厚さ1.5mmの試料について加熱速度40,80,170,300℃/minで加熱し破損を観察した。その結果、X=0.6,0.8が300℃/minの加熱速度で800〜900℃で破損し、他のものは破壊されなかった。温度上昇過程の試料の温度変化からX=0.6は熱伝導が比較的良いが、0.8は低いように思われる。耐熱衝撃破壊を詳細に調べるためには熱伝導率及び熱膨張率の測定の必要性が極めて高いことを確信した。

Research topics are budding research projects. For this purpose, the acid transmittance of the sample was determined by the addition of a stabilizer, a stabilizer, and an electron conductor. The composition is [(ZrO_2)_ (<1-x>CeO_2)_x]_<0.9>(MgO)_<0.1>:X=0,0.1,0.2,0.3,0.4. The sample is sintered at 1700℃ for 6h, φ13× 9 mm for each X, φ 3,7,12mm for each X and shaped. Determination of the upper and lower platinum layers of the sample and determination of the acid transmittance of the sample at high temperature Determination of three kinds of samples The results showed that the transmittance of each X element increased with the increase of temperature and supply index, and the transmittance of X=0.4 increased by about 50 times compared with X=0. The heat shock increases and decreases. For the purpose of heat shock resistance adjustment, the test sample should be prepared according to the radius of stability. (ZrO_2)_<0.875>[(CaO)_<1-x>(MgO)_x]_<0.125>:X=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0。The method is to use the high-output infrared radiation heating device purchased with this subsidy to detect the damage of the sample with a thickness of 10×10mm and a heating rate of 40, 80, 170, 300 ℃/min. X=0.6,0.8 = 300℃/min Heating rate = 800 ~ 900℃The temperature change of sample during temperature rise is X=0.6 and 0.8 respectively. The necessity of measuring thermal conductivity and thermal expansion rate is very high and reliable.