化学気相成長法による超高温領域で使用する高性能酸素分離膜の作製

采用化学气相沉积法制备超高温区高性能氧气分离膜

• 批准号: 08750773
• 负责人: 内藤 均
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750773/
• 关键词: 化学気相成長法; 酸素分離膜; 電子-イオン混合導電体

将来のエネルギー源として,クリーンで単位重量当たりの発熱量が大きい水素に本研究では着目している.その水素生成法として,水の高温での熱解離現象を利用した高温水蒸気直接分解法を用いることを考えている.この方法を用いるためには高温で水蒸気が解離している状態で水素と酸素を分離する必要があり,高性能な酸素分離材の開発が必要である.本研究では,耐熱性があり,高い酸素イオン導電性を示すZrO_2-Y_2O_3系に,電子導電性を示すTiO_2を添加した混合導電体薄膜を化学気相成長法(CVD)により作製し,導電特性の評価や,酸素分離膜への適用の可能性について検討を行った.原料は比較的低温で昇華し,腐食性ガスを放出しない有機金属化合物を用いた.薄膜の構造はX線回折,ラマン分光法を用い,薄膜は基板に対して(100)面が平行に成長し,立方晶蛍石型構造をとることが分かった.また焼結体ではTiO_2の固溶量が12mol%程度であるのに対し,TiO_2の固溶量の高い組成のものでも単一相を形成しており,CVD法により電子導電性を誘起するTiO_2固溶量の高い混合導電性薄膜の作製が可能であることが分かった.電気導電特性はインピーダンスアナライザを用いて,温度依存性,1000Kにおける酸素分圧依存性を評価した.電気伝導度は焼結体試料で得られた結果と同様にTiO_2の固溶量が大きいほど,空気中での伝導度は減少するが,低酸素分圧雰囲気では伝導度が上昇した.これは電子伝導度の増加によるもので,TiO_2の固溶量が大きい試料ほど電気伝導度の増加率は大きくなった.酸素分離材として利用する際には酸素イオン導電性だけでなく,電子導電性も高くなくてはならないので,CVD法で作製した混合導電体薄膜を用いると酸素分離膜として性能が向上すると考えられる.今後,さらに高温での導電特性の評価,酸素透過率の測定などにより評価を行うことが必要である.

In the future, when the weight of the source is high, the weight of the water is very high. The method of water production, the high temperature of water, the separation of water, the direct decomposition of high temperature steam, the method of direct decomposition of water, the method of direct decomposition of high temperature steam, the method of direct decomposition of water at high temperature. The method is based on the use of high-temperature steam dissociation method and high-performance acid separation material. In this study, the chemical phase growth method (CVD) was used to study the properties of ZrO _ 2-Y_2O_3 system, high acid content, low temperature, high temperature, low temperature, low temperature, high acid content, high temperature, high temperature, high Raw materials are used at low temperatures in China, and saprophytic compounds are released from organic metal compounds for use. The X-ray of the thin film is folded back, the X-ray of the thin film substrate is folded back, and the (100) surface of the thin film substrate is parallel to the length of the thin film substrate. The results show that the TiO_2 solid solution content is 12 mol%, the TiO_2 solid solution content is high, and the components of the TiO_2 solid solution content are high. The TiO_2 solid solution content is higher than that of the mixed electrical thin films by the CVD method. Electrical and mechanical properties: temperature dependence, temperature dependence. The results show that the results are the same as those of TiO_2 with high solid solution, low temperature in air, and high temperature with low acid content. The temperature of the thermal power plant increases the temperature of the temperature, and the solid solution of the TiO_2 increases the temperature of the solid solution of the thermal power plant. In this paper, we use the method of CVD to improve the performance of hybrid conductive thin films for hybrid electronic thin films. In the future, the characteristics of high temperature temperature are very high, and the acid permeation rate is determined.

项目成果

Hitoshi Naito: "Electrical properties of ZrO_2-In_2O_3-Y_2O_3 and its application to a membrane for gas separation" Solid State Ionics. 90. 173-176 (1996)

Hitoshi Naito：“ZrO_2-In_2O_3-Y_2O_3 的电性能及其在气体分离膜中的应用”固态离子学。