课题基金 / 基金详情

水素選択性金属透過膜を用いた水素センシングデバイス

水素選択性金属透過膜を用いた水素センシングデバイス
采用氢选择性金属渗透膜的氢传感装置
批准号：
11135214
负责人：
山口 周
金额：
$1.34万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
1999 至 --
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11135214/
关键词：
化学センサープロチウム水素濃淡電池限界電流溶融塩電解質部分平衡パラジウム

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
本研究では,金属中のプロチウムが他の成分に比較して高い拡散係数を有していることを利用し,高圧熱水中などの過酷な環境下で作動する水素センサーの開発を目的としている.センサーは約170℃以上で溶融塩電解質として作動する共晶組成のKOH-NaOH混合溶融塩を用い,Pdの薄膜を試料側電極とする電池を構成した.参照極には一端閉管のPdチューブ内に一定の水素分圧を有するAr+H_2混合ガスを流した可逆ガス電極を,測定極にはPd板を電極とする水素濃淡電池を構成し,水素濃淡電池型センサーならびに限界電流型センサーとしての基本的な作動特性について検討した.濃淡電池型センサーは200〜500℃の温度範囲で理論起電力を表すNernstの式に従うことが明らかになり,基本的には原理どおりに作動していることが確認された.ただし標準極側水素分圧を高く保つと,電解質に浸漬されていないPd電極チューブを介して水素の透過が生じ,理論起電力より負に偏倚することが明らかになった.より実用性の高いセンサーとするために固体標準極の利用を検討し,固体標準極としてPd/PdOを用い,一定水蒸気圧を有する雰囲気下におけるPdO+H_2=Pd+H_2Oの平衡を利用して標準極の水素分圧を一定に保つ参照極を用いたセンサ特性の測定を行った.限界電流型センサーについては,試料極側のPd板厚を1mmとしたセルにおいて水素を試料極側から取り去る方向に直流分極すると,広範囲の印加電圧にわたって限界電流が観察された.限界電流は試料極側の水素分圧の1/2乗に比例し,文献値の透過率から計算した理論限界電流とも良く一致した.ただし,電解電流にはステンレス筺体からのCrの腐食電流が含まれている可能性が明らかになったため,筐体内部にAuのスリーブを用いることにより,その影響を排除して精度の高い測定が可能であることがわかった.
英文摘要
本研究では,金属中のプロチウムが他の成分に比較して高い拡散係数を有していることを利用し,高圧熱水中などの過酷な環境下で作動する水素センサーの開発を目的としている.センサーは約170℃以上で溶融塩電解質として作動する共晶組成のKOH-NaOH混合溶融塩を用い,Pdの薄膜を試料側電極とする電池を構成した.参照極には一端閉管のPdチューブ内に一定の水素分圧を有するAr+H_2混合ガスを流した可逆ガス電極を,測定極にはPd板を電極とする水素濃淡電池を構成し,水素濃淡電池型センサーならびに限界電流型センサーとしての基本的な作動特性について検討した.濃淡電池型センサーは200〜500℃の温度範囲で理論起電力を表すNernstの式に従うことが明らかになり,基本的には原理どおりに作動していることが確認された.ただし標準極側水素分圧を高く保つと,電解質に浸漬されていないPd電極チューブを介して水素の透過が生じ,理論起電力より負に偏倚することが明らかになった.より実用性の高いセンサーとするために固体標準極の利用を検討し,固体標準極としてPd/PdOを用い,一定水蒸気圧を有する雰囲気下におけるPdO+H_2=Pd+H_2Oの平衡を利用して標準極の水素分圧を一定に保つ参照極を用いたセンサ特性の測定を行った.限界電流型センサーについては,試料極側のPd板厚を1mmとしたセルにおいて水素を試料極側から取り去る方向に直流分極すると,広範囲の印加電圧にわたって限界電流が観察された.限界電流は試料極側の水素分圧の1/2乗に比例し,文献値の透過率から計算した理論限界電流とも良く一致した.ただし,電解電流にはステンレス筺体からのCrの腐食電流が含まれている可能性が明らかになったため,筐体内部にAuのスリーブを用いることにより,その影響を排除して精度の高い測定が可能であることがわかった.
期刊论文(6)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
S. Yamaguchi 他: "Photoemission study on protonic conductor CaZrO_3 : Evidence of the exchange mexhanism of proton and hole"Japanese J. of Appl. Phs.. 39・2B. L133-L136 (2000)
S. Yamaguchi 等：“质子导体 CaZrO_3 的光发射研究：质子和空穴交换机制的证据”日本应用杂志 39・2B（2000 年）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
S.Yamaguchi 他: "Electronic Transport Properties and Electronic Structure of InO_<1,5>-Doped CaZrO_3"Solid State Ionics 印刷中. (2000)
S. Yamaguchi 等人：“InO_<1,5>-掺杂 CaZrO_3 的电子输运特性和电子结构”固态离子学，已出版（2000 年）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
武津典彦 他: "溶融銅用水素センサーの動作原理"資源・素材'99(京都)企画発表資料. D-4. 101-104 (1999)
Norihiko Taketsu 等人：“熔融铜氢传感器的工作原理”资源和材料 99（京都）项目演示材料 D-4 (1999)。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
S. Yamaguchi 他: "Basicity and Hydroxyl Capacity of Proton Conducting Perovskites"Korean Journal of Ceramics. (印刷中). (2000)
S. Yamaguchi 等人：“质子传导钙钛矿的碱度和羟基容量”，韩国陶瓷杂志（2000 年出版）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
共 6 条
    新規酸化物プロトニクス材料の創成とその物性評価
    • 批准号：
      09F09792
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.34万
    • 财政年份：
      2009
    • 负责人：
      山口 周
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    高温ナノイオニクスの新展開
    • 批准号：
      16636020
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    • 资助金额：
      $2.18万
    • 财政年份：
      2004
    • 负责人：
      山口 周
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    金属/固体酸化物ヘテロ接触界面の電子構造と電気化学的反応特性
    • 批准号：
      15656190
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Exploratory Research
    • 资助金额：
      $2.24万
    • 财政年份：
      2003
    • 负责人：
      山口 周
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    廃棄物およびダスト中の重金属の塩化揮発に関する速度論的研究
    • 批准号：
      02F00155
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.34万
    • 财政年份：
      2002
    • 负责人：
      山口 周
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    海外基金