気・固相電極の通電条件下における赤外スペクトル観察法の研究

气/固相电极通电条件下红外光谱观察方法研究

• 批准号: 10875172
• 负责人: 土器屋 正之
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875172/
• 关键词: 固体酸化物燃料電池; 拡散反射赤外スペクトル; 通電下電極表面; 吸着化学種濃度; 気相化学種ノイズ; 電気化学的炭素酸化; 部分酸化燃料電池; 拡散反射型赤外スペクトル; 固体酸化物電解質; 多孔質電極; 表面吸着; 電流通電下現象; アノード被毒

本研究の目的は、固体酸化物電解質(ジルコニア)/多孔質電極(白金)上での吸着化学種の赤外スペクトルと通電下でのその変化の検出である。これまで明らかにした測定法の問題点は、本研究で採用した拡散反射法型赤外の(1)検出限界と(2)吸着濃度である。検出感度の高い高感度反射法ではなく拡散反射型を用いている理由は、電極が多孔質であり、平滑面への吸着を見る(低いビーム角度で透過量を稼ぐ)高感度反射型が適用できないからである。結論として(1)拡散反射型では感度の低さと気相にある化学種の吸収が優先するため、また、(2)固体酸化物電解質では通電条件は最低で6〜700℃の高温を対象とするため吸着量が極めて少なく、通電下では識別可能な信号が得られない。この事から、赤外による固体酸化物電解質上の吸着種の測定方法と測定系の基本的な再検討を必要とする。しかし、低温域(200℃以下)において白金電極上にCOの吸着種らしいシグナル、またエタノールの約13cm^<-1>のケミカルシフトらしきものが認められた。そこで、プロトン伝導性電解質(ナフィオン、SrCe_<0.9>(Y)_<0.1>O_3)に固体の反応物(インディゴ/白藍)を塗布し、通電下でのインディゴの変化を見ることを試みた。しかし、この系でも明確な信号をうることはできなかった。この原因として、測定がレフェレンスを用いるダブルビーム方式ではなく、バックグラウンドメモリーを差し引く方式であることから、複雑な系では目的信号を取り出しにくい事も考えられる。次に、再度ジルコニア系電解質で、炭素を電極に混合し高温(800℃)で測定する事を行ってみた。明確な信号はこれまでと同様に、得られなかったが、CO、CO_2の発生が認められた。この事から、炭素の電気化学的酸化反応(燃料電池による直接部分酸化法)が確認され、現在メタン直接導入固体酸化物型燃料電池を試作して運転中である。

The purpose of this study is to investigate the adsorption of chemical species on solid acid electrolyte/porous electrode. In this study, we adopted the diffuse reflectance method to determine the type of red matter and (1) the detection limit and (2) the sorption concentration. High Sensitivity Reflectance Method High Sensitivity Reflectance Method Conclusion: (1) The absorption of chemical species is preferred in the low sensitivity and low temperature phase of dispersion reflection type electrolyte;(2) The absorption of solid acid electrolyte is extremely low in the low temperature and high temperature of 6 ~ 700℃ under the low current condition; and (3) The recognition signal is possible under the current condition. This paper discusses the determination method of adsorption species on solid acid electrolyte and the basic conditions of determination system. In the low temperature range (below 200℃), CO adsorption on platinum electrode is about 13 cm<-1>. The conductive electrolyte (SrCe_ (Y<0.9>)_ O_3) and the solid phase reaction substance (SrCe_ (Y)_<0.1>O_3) were coated with the conductive electrolyte, and then the solid phase reaction was observed under current application.しかし、この系でも明确な信号をうることはできなかった。The reason for this is to determine whether the target signal can be extracted from the target signal in the reverse mode. Second, the carbon electrode is mixed with the electrolyte at high temperature (800℃). Clear signal is the same as the signal, CO, CO_2 generation is recognized. This process was confirmed by direct partial acidification of carbon electrochemistry (fuel cell), and now the direct introduction of solid acid fuel cells is being tested in operation.