液体ブランケット用水素(同位体)センサー・ポンプの電極高度化研究

氢（同位素）传感器和液层泵的电极先进研究

• 批准号: 20049008
• 负责人: 近藤 正聡
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20049008/
• 关键词: 液体ブランケット; 固体電解質; 水素センサ; パラジウム; 電極; Flinak; 3相界面; 腐食; ブランケット; トリチウム; センサー; 電極反応; 液体金属; 溶融塩; 水素

核融合炉の液体増殖材ブランケット中に溶解している水素・水素同位体の量をオンラインでモニタリングする手段として、固体電解質水素センサの電極の開発研究を実施した。液体増殖ブランケットのような腐食・還元雰囲気下で固体電解質を水素センサとして機能させるためには、固体電解質表面を保護する必要がある。そこでパラジウム(Pd)の高い水素透過性に着目した。まず、腐食に対する保護性を有するような緻密膜状電極を形成するために、Pdの塗布方法や適切な熱処理条件を調べた。この保護性を腐食試験により確認した上で、電極として固体電解質表面に取り付けて水素・アルゴン混合ガス雰囲気中で試験し、その機能を調べた。センサ起電力はネルンストの式で評価される理論起電力に良く合致する事がわかった。これにより、Pd緻密膜電極は、従来使用されてきたPt電極と同様に、電極として安定に機能する事がわかった。Pd緻密膜電極の電極反応のメカニズムを調べた結果、緻密膜電極と固体電解質との界面における3相界面により電極反応が生じていることがわかった。更に、この電極を塗布した固体電解質水素センサを液体増殖材Flinak中に浸漬し、水素濃度のオンライン試験を実施した。Flinak中の水素濃度を、Flinak自由液面の気液平衡により制御したところ、そのセンサ起電力はネルンストの式で評価される理論起電力に良く合致した。つまり、本研究で開発したPd緻密膜電極を用いたことによりFlinak中の水素濃度の測定に成功したといえる。

Nuclear fusion furnace の liquid material rights colonization ブ ラ ン ケ ッ ト し に dissolve て い る water element, element with a body の mass を オ ン ラ イ ン で モ ニ タ リ ン グ す る means と し て, solid electrolyte water element セ ン サ の electrode の open 発 research を be applied し た. Liquid raised colonization ブ ラ ン ケ ッ ト の よ う な corrosion, also yuan 雰 囲 気 で solid electrolyte を water element セ ン サ と し て function さ せ る た め に は, the surface of a solid electrolyte を す る necessary が あ る. Youdaoplaceholder0 でパラジウム でパラジウム(Pd) <s:1> high hydroquinine permeability に target た た. ま ず and saprophagous に す seaborne る を have protective す る よ う な dense membrane electrode を form す る た め に や, Pd の coating method appropriate な hot 処 bedding conditions を adjustable べ た. こ の を protective corrosion test に よ り confirm し た で, electrode と し て surface of solid electrolyte に take り pay け て water element, ア ル ゴ ン mixed ガ ス 雰 囲 気 で in test し, そ の function を adjustable べ た. セ ン サ up power は ネ ル ン ス ト の type で review 価 さ れ る theory on power に good く close to す る matter が わ か っ た. こ れ に よ り, dense Pd membrane electrode は, 従 using さ れ て き た と Pt electrode with others に, electrode と し て settle に function す る matter が わ か っ た. Dense Pd membrane electrode の electrode reverse 応 の メ カ ニ ズ ム を adjustable べ た result, the dense membrane electrode と solid electrolyte と の interface に お け る 3 phase interface に よ り electrode reverse 応 が raw じ て い る こ と が わ か っ た. More に, こ の を coated electrode し た solid electrolyte water element セ ン サ を liquid material rights colonization Flinak に dipping し, water element concentration in の オ ン ラ イ ン test を be applied し た. Flinak を, Flinak の water element concentration in the free surface の 気 liquid equilibrium に よ り suppression し た と こ ろ, そ の セ ン サ up power は ネ ル ン ス ト の type で review 価 さ れ る theory on power に good く close to し た. つ ま り, this study で 発 し た Pd dense membrane electrode を with い た こ と に よ り Flinak の の water element concentration in the determination of に successful し た と い え る.

项目成果

Hydrogen transport in molten salt Flinak measured by solid electrolyte sensors with Pd electrode

通过带有 Pd 电极的固体电解质传感器测量熔盐 Flinak 中的氢传输

• 发表时间: 2010
• 期刊: Fusion Engineering and Design
• 影响因子: 1.7
• 作者: T. Ohshima;M. Kondo;M. Tanaka;T. Muroga;A. Sagara
• 通讯作者: A. Sagara

Study on electrode of solid electrolyte hydrogen (isotopes) sensor for application to liquid blankets

液体覆盖层固体电解质氢（同位素）传感器电极的研究

• 发表时间: 2008
• 作者: T. Oshima;M. Kondo;M. Tanaka;T. Muroga
• 通讯作者: T. Muroga

Study of Pd Membrane Electrode in Solid Electrolyte Hydrogen(Isotope)Sensor for Application to Liquid Blankets

固体电解质氢（同位素）传感器中钯膜电极应用于液毯的研究

• 发表时间: 2010
• 期刊: Plasma and Fusion Research : Regular Articles 5
• 作者: T.Oshima;M.Kondo;M.Tanaka;T.Muroga
• 通讯作者: T.Muroga

液体ブランケット用固体電解質水素(同位体)センサーの電極高度化研究

液层固体电解质氢（同位素）传感器电极进展研究

• 发表时间: 2008
• 作者: 大島智子;近藤正聡;田中将裕;室賀健夫
• 通讯作者: 室賀健夫

パラジウム膜状電極を用いた液体ブランケット用水素センサーに関する研究

钯膜电极液层氢传感器研究

• 发表时间: 2009
• 作者: 大島智子;近藤正聡;田中将裕;室賀健夫
• 通讯作者: 室賀健夫