Structural design of oxide ion conductive membranes for efficient oxygen separation from air

用于从空气中高效分离氧气的氧化物离子传导膜的结构设计

• 批准号: 23360311
• 负责人: KIDA Tetsuya
• 金额: $ 12.56万
• 依托单位: Kumamoto University (2013)Kyushu University (2011-2012)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23360311/
• 关键词: 酸素透過; BaFeO3; ペロブスカイト; 混合導電体; 酸素拡散; 気体分離; トレーサー拡散実験; 酸素透過膜; 酸素吸着

Oxygen separation using mixed-conducting perovskite-type oxides have been attracting much attention as a cost-effective, environmentally benign method to produce oxygen-enriched air. One major advantage of this technology is that oxygen can be separated from air by oxygen concentration gradients. Any electrodes and external applied voltages are not required. In this project, we focused on Fe-based perovskite-type oxides such as Ba0.95La0.05FeO3(BLF) that shows good oxygen permeation properties and stability. We found that controlling the membrane structure by depositing oxygen desorption layers significantly improves the oxygen permeation properties. The composition of the oxygen desorption layers was also influential factors for oxygen permeation. The SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) analysis using stable isotope 18O2 as a tracer revealed the oxygen permeation mechanism in BLF membranes.

混合导电钙钛矿型氧化物分离氧作为一种经济、环保的生产富氧空气的方法受到了广泛关注。这种技术的一个主要优点是氧气可以通过氧气浓度梯度从空气中分离出来。不需要任何电极和外部施加电压。在本项目中，我们重点研究了具有良好透氧性能和稳定性的铁基钙钛矿型氧化物，如Ba0.95La0.05FeO3（BLF）。我们发现，通过沉积氧脱附层来控制膜结构可以显著提高膜的透氧性能。氧脱附层的组成也是影响氧渗透的因素。以稳定同位素18O2为示踪剂的SIMS（次级离子质谱）分析揭示了BLF膜中的氧渗透机制。

项目成果

Ba-Fe 系ペロブスカイト型酸化物における酸素拡散挙動

Ba-Fe 钙钛矿氧化物中的氧扩散行为

• 发表时间: 2012
• 作者: 渡邉 賢;坂口 勲;高田 和典;木田 徹也;島ノ江 憲剛;羽田 肇;大橋 直樹
• 通讯作者: 大橋 直樹

Grain size effect on the oxygen permeation through Ba-Fe-based perovskite oxides

晶粒尺寸对 Ba-Fe 基钙钛矿氧化物氧渗透的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: K. Watanabe;I. Sakaguchi;K. Takada;H. Haneda;N. Ohashi
• 通讯作者: N. Ohashi

触媒調製ハンドブック, 第2編 金属酸化物触媒

催化剂制备手册，第 2 部分金属氧化物催化剂

• 发表时间: 2011
• 作者: 木田徹也;島ノ江憲剛
• 通讯作者: 島ノ江憲剛

Effect of Annealing Atmosphere on Oxygen Diffusion through Ba-Fe-Based Perovskite Oxide

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.485.141
• 发表时间: 2011-07
• 期刊: Key Engineering Materials
• 作者: Ken Watanabe;T. Kida;I. Sakaguchi;N. Ohashi;K. Shimanoe;H. Haneda

Ba-Fe系ペロブスカイト型酸化物における酸素拡散挙動

Ba-Fe 钙钛矿氧化物中的氧扩散行为

• 发表时间: 2012
• 作者: 渡邉賢;坂口勲;高田和典;木田徹也;島ノ江憲剛;羽田肇;大橋直樹
• 通讯作者: 大橋直樹