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プロトン伝導性固体電解質の輸送熱

质子传导固体电解质的传热

基本信息

批准号：
09215206
负责人：
永田和宏
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

プロトンと正孔の混合伝動体であるSrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_3固体電解質の熱起電力を測定し,プロトンおよび正孔の輸送熱を求めた。実験装置はカンタル線抵抗炉の中に小型の抵抗炉を挿入し、この中に試料を入れ、小型抵抗炉の温度を高温側として所定の温度にし、低温側を変化させて0〜100Kの温度差を付けた。試料の長さは約30mmの棒状である。その両端に0.5mm径の白金線を巻き電極とした。それぞれの電極にはR型熱電対を溶接し、温度を測定すると同時に白金線をリ-ド線として熱起電力を測定した。炉の温度は773〜1273Kである。炉内雰囲気は水蒸気圧を1308〜9344Pa間の所定の分圧に調整した酸素あるいは空気である。熱起電力は定常状態で測定した。ゼ-ベック係数は負の値を示し、水蒸気分圧1308Paの酸素ガス中では1273Kで-0.7532mV/K,773Kで-0.2604mV/Kであり、白金の絶対熱電能よりかなり大きく,酸素イオン導伝体であるZrO_2-9MgOやZrO_2-8Y_2O_3固体電解質の1773Kでの値、それぞれ-0.25mV/K、-0.153V/Kと比較しても大きい。輸送熱Q^*_iとゼ-ベック係数のαの関係α=F^<-1>[-t_H(dμ_<H2O>/dT)/2+(1-t_h)(dμ_<O2>/dT)/4-(t_hQ^*_H+t_hQ^*_h)T^<-1>]と,定常状態での式(dμ_<O2>/dT)/4-dμ_<H2O>/dT)/2=(Q^*_H-Q^*_h)T^<-1>から,プロトンとホールの輸送熱は1273Kでそれぞれ63kJ/molと179kJ/mol、773Kで10kJ/molと87kJ/molで温度の1次関数で表される。また、水蒸気分圧、酸素分圧依存症は小さい。ここでμは化学ポテンシャル,はファラデー定数である。

Determination of thermal electrification power of SrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_3 solid electrolyte and heat transfer of positive pore The temperature difference between the high temperature side and the set temperature side of the small resistance furnace is adjusted from 0 to 100K. The sample length is about 30 mm. 0.5mm diameter platinum wire at the end of the electrode. The electrode is R-type, and the temperature is measured. The furnace temperature is 773 ~ 1273K. The temperature in the furnace is adjusted according to the temperature of the water vapor between 1308 and 9344Pa. Thermal power is measured in a steady state. The thermal conductivity of platinum is-0.7532mV/K,-0.2604mV/K at 773K, and the thermal conductivity of ZrO_2- 9MgO ZrO_2-8Y_2O_3 solid electrolyte is-0.25mV/K,-0.153V/K at 173K. The relation α=F^<-1>[-t_H(dμ_<H2O>/dT)/2+(1-t_h)(d μ_/dT<O2>)/4-(t_hQ^*_H+t_hQ ^*_h)T^<-1>] <O2>for heat of <H2O>transport Q^*_i<-1>- Water vapor pressure, acid pressure dependence is small. The number of chemical reactions, chemical