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論文

Water transport properties of crosslinked-PTFE based electrolyte membranes

澤田真一; 八巻徹也; 西村秀俊*; 浅野雅春; 鈴木晶大*; 寺井隆幸*; 前川康成

Solid State Ionics, 179(27-32), p.1611 - 1614, 2008/09

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2008.02.020

被引用回数：13 パーセンタイル：50.51(Chemistry, Physical)

われわれは、トリチウム水をトレーサとして用いて、架橋ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を基材とする電解質膜における水の自己拡散係数Dを測定した。PTFEの架橋密度が高くなるほど、Dは小さくなった。これと同様に、含水率(スルホン酸基1つあたりの水分子の数)は、高密度架橋膜ほど低い値を示した。Dとの関係から、架橋PTFE電解質膜中の自由水は非常に少ないことが示唆された。したがって、大部分の水はスルホン酸基に強く束縛されるため、水の動きが抑制されたと考えられる。

論文

Investigation of SO $_{3}$ adsorption and dissociation on Pt electrode

鈴木知史; 中桐俊男

Solid State Ionics, 179(21-26), p.855 - 861, 2008/09

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2007.12.104

被引用回数：3 パーセンタイル：17.11(Chemistry, Physical)

日本原子力研究開発機構では、高速増殖炉(FBR)で発生する熱と電気を利用した水素製造の可能性を検討している。この方法として、水を原料として硫酸の合成・分解を組合せたプロセスを選定した。このプロセス中で三酸化イオウ(SO $_{3}$ )ガス分解反応を行うが、この反応に関して、YSZ固体電解質とPt電極からなる電解セルを使用した電気分解を行うハイブリッド熱化学法を行うことによって、FBRで取り出し可能な約500 $^{circ}$ Cまで低温化できることを実証した。しかしながら、SO $_{3}$ の電気分解の反応機構は明らかでなく、さらなる高性能化には、反応機構を明らかにする必要がある。まず、固体酸化物型燃料電池の電極反応式をもとにSO $_{3}$ の電気分解の電極反応式を導出した。この反応式中のパラメータを求めるため、第一原理計算を実施した。SO $_{3}$ のPt電極表面への吸着について計算した結果、Pt表面上でSO $_{3}$ は2種類の安定配置が存在することがわかった。さらに、Pt表面上の吸着酸素原子の表面拡散のエネルギー障壁を計算したところ、0.47eVであった。また、SO $_{3}$ とPt表面の吸着状態から、SO $_{3}$ は解離して、酸素原子とSO $_{2}$ の吸着状態を経て、SO $_{2}$ が脱離すると考えられる。SO $_{3}$ の解離のエネルギー障壁を計算して、SO $_{3}$ の電気分解の反応機構を推定した。