新規BaZr_0 9Y_0 1O_3-Cu複合セラミック金属膜を通しての作製と水素透過【Powered by NICT】

Rosensteel Wade A.; Sullivan Neal P.

文献

J-GLOBAL ID：201702210739482311 整理番号：17A0698256

新規BaZr_0 9Y_0 1O_3-Cu複合セラミック金属膜を通しての作製と水素透過【Powered by NICT】

Fabrication and hydrogen permeation through novel BaZr_0.9Y_0.1O_3- - Cu composite ceramic-metallic membranes

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巻： 42 号： 7 ページ： 4216-4223 発行年： 2017年
JST資料番号： B0192B ISSN： 0360-3199 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

本研究では,高温水素分離のためのち密BaZr_0 9Y_0 1O_3-Cu(BZY Cu)セラミック-金属(サーメット)複合膜の最初の報告である。BZYはプロトン伝導体として役立ち,一方Cuは電荷補償のための電子伝導性を提供する。使用した多孔質BZY基板を浸透させることにより高密度サーメット膜を形成する新規な溶融銅溶浸法。CoorsTek,前駆体酸化物BaSO_4,ZrO_2,Y_2O_3から成るによって提供された噴霧乾燥粉末から作製した多孔質BZY「骨格」。粉末をペレット状にプレス乾燥である。これらのペレットを1650°Cで10hの一段階固相反応と焼結を受ける多孔質セラミック骨格を形成した。CuとCuO粉末は8を含む粉末を形成するために混合%O.粉末は一軸ペレット,BZY骨格の上に置かれた中に押し込まれた。骨格とCu-CuOペレットは制御雰囲気炉中に置き,330ppmの酸素環境(バランスアルゴン)中で1200°Cに加熱した。これらの条件下で,液体Cu-OはBZY骨格に浸透した。1200°Cで居住するが,ガス環境は12の10mol.%水素環境(バランスアルゴン)に変化した。試料は450°Cに冷却し,膜内の残留応力を低減するために24時間アニールした。得られた膜の電子顕微鏡写真は,サーメットはほぼ完全に緻密化したことを明らかにした。1.90mm厚BZYCu膜を通る水素透過を,温度と水素分圧勾配の関数として測定した。2.42×10~ 3mL_cm~ 2分~ 1の最大フラックスは1.0atm水素分圧勾配を有する882°Cで観察された。掃引表面での水分解による水素発生の寄与は供給ガスとスイープガス流の加湿を変えて調べた。性能の劣化は,30日間試験の過程で観察されなかった。むしろわずかな増加が見られた。試験後BZYCu膜の電子顕微鏡写真は,膜のバルク厚さ方向の間隙率または亀裂を明らかにしなかった。しかし表面で観察された形態学的変化。供給表面(高還元雰囲気)について,CuはBZY骨格を残していると表面上のCu球を形成した。掃引表面について,脱ぬれがより顕著であった。銅もBZY骨格を残していると純Cuの緻密な,非密封層を形成した。これらの変化は膜厚を効果的に減少させる表面粗さと気体-固体界面の面積を増加した。これは経時的な性能の明らかな増加を説明するかもしれない。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

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燃料電池 , 電解装置 , 気体燃料の輸送,供給,貯蔵

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