希土類オキシ硫化物階層構造の大容量水素ストレージ物質への展開

稀土硫氧化物分级结构开发大容量储氢材料

基本信息

批准号：
19018022
负责人：
町田正人
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kumamoto University
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19018022/
关键词：
触媒・化学プロセスナノ材料水素

项目摘要

大容量酸素ストレージ機能を基本原理にしたCO_2フリーの水素製造および貯蔵法を創成することを目的とした。酸素ストレージ物質として酸化セリウムおよび希土類オキシ硫化物を合成した。得られた試料の構造をX線回折、中性子回折、リートベルト解析、FTIR、XAFSにより調べ、構造内の硫化物イオンの配位環境および結晶構造に及ぼす希土類元素の影響を詳細に解析した。その結果、ランタノイドの酸化還元性ならびに硫酸イオン四面体構造の歪みが、酸素ストレージ特性の重要な因子であることを明らかにした。オキシ硫酸塩と金属あるいは酸化セリウムが複合化した階層構造を合成した。NiおよびPtは酸化還元を最も効果的に促進する効果を示した。また、酸化セリウムとの複合化も低温作動性の促進に有効であることを示した。すなわち、複合体では酸化セリウムとオキシ硫化物のそれぞれの酸素吸蔵量の和をはるかに凌ぐことが明らかになった。この複合効果は、異なる酸素ストレージ物質間における格子酸素の移行を示唆する興味深い現象であり、固体化学的見地から今後さらに詳細な解析が必要である。酸化セリウムをCOで還元後、H_2Oを導入すると、酸化セリウムの再酸化とともにH_2が生成した。H_2生成効率は酸化セリウム単独よりもCeO_2-ZrO_2の方が高く、酸素吸蔵容量と対応することが明らかになった。また、Pt、Pdなどの貴金属に比べて、Niの担持が水素生成の促進に有効であった。酸化セリウムとオキシ硫化物との複合効果を利用すればさらに高効率な水素生成が可能になると期待される。

目的是创建一种使用高容量氧气储存功能的基本原理的无CO_2氢生产和储存方法。将氧化岩和稀土氧气硫化物合成为氧气储存材料。使用X射线衍射，中子衍射，Rietveld分析，FTIR和XAF检查所获得的样品的结构，并详细分析了稀土元素对结构内硫化物离子的配位环境和晶体结构的影响。结果，揭示了腺苷酸的氧化还原特性和硫酸盐四面体结构的变形是氧气储存特性的重要因素。合成了合成的氧硫酸盐，金属或氧化含量的分层结构。 Ni和Pt具有促进氧化和氧化还原的最有效作用。还已经表明，与氧化葡萄晶结合有效促进低温激动剂。也就是说，已经揭示了该复合物分别远远超过氧化石和氧气硫化物的氧气储存量之和。这种结合效果是一种有趣的现象，表明不同氧气储存材料之间晶格氧的过渡，将来从固态化学角度来看需要进一步的详细分析。在用CO还原氧化铜后，引入了H_2O，并通过氧化石将H_2形成H_2。已经发现，CEO_2-ZRO_2的H_2生产效率高于氧化岩含量，并且对应于氧气储存能力。此外，与PT和PD等贵金属相比，NI支持可有效促进氢生产。可以预期，通过利用氧化岩含量和氧气硫化物的综合作用，将有可能产生更有效的氢。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

希土類オキシ硫酸塩の大容量酸素ストレージ特性

稀土含氧硫酸盐的大容量储氧性能

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
化学工業 58
影响因子：
0
作者：
早川知克;早川雅彦;野上正行;梶井博武;M. Nogami;濱嵜達成;H. Sakaguchi;坂口裕樹;坂口裕樹;坂口裕樹;坂口裕樹;K. Ikeue;D. J. Zhang;K. Ikeue;町田正人
通讯作者：
町田正人

X-ray Structural Study on the Different Redox Behavior of La and Pr Oxysulfate/oxysulfides

La和Pr硫硫酸盐/硫氧化物不同氧化还原行为的X射线结构研究

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Journal of Alloys and Compounds 451
影响因子：
0
作者：
早川知克;早川雅彦;野上正行;梶井博武;M. Nogami;濱嵜達成;H. Sakaguchi;坂口裕樹;坂口裕樹;坂口裕樹;坂口裕樹;K. Ikeue
通讯作者：
K. Ikeue

Nano-structured Catalytic Materials for Unsteady-state Reactions

用于非稳态反应的纳米结构催化材料

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
早川知克;早川雅彦;野上正行;梶井博武;M. Nogami;濱嵜達成;H. Sakaguchi;坂口裕樹;坂口裕樹;坂口裕樹;坂口裕樹;K. Ikeue;D. J. Zhang;K. Ikeue;町田正人;池上啓太;D.J. Zhang;神武亮太;町田正人
通讯作者：
町田正人

希土類硫酸塩の新機能 -大容量酸素吸蔵-

稀土硫酸盐新特性-大容量储氧-

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
硫酸と工業 60
影响因子：
0
作者：
早川知克;早川雅彦;野上正行;梶井博武;M. Nogami;濱嵜達成;H. Sakaguchi;坂口裕樹;坂口裕樹;坂口裕樹;坂口裕樹;K. Ikeue;D. J. Zhang;K. Ikeue;町田正人;池上啓太
通讯作者：
池上啓太

Low-Temperature Synthesis of Porous Praseodymium Oxysulfate Oxygen Storage Materials by Using a CTA Template

CTA模板低温合成多孔硫酸氧镨储氧材料

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Journal of the Ceramic Society of Japan 115
影响因子：
0
作者：
早川知克;早川雅彦;野上正行;梶井博武;M. Nogami;濱嵜達成;H. Sakaguchi;坂口裕樹;坂口裕樹;坂口裕樹;坂口裕樹;K. Ikeue;D. J. Zhang
通讯作者：
D. J. Zhang