表面電気抵抗測定を利用した水素透過フィルタのリアルタイム状態診断

Material type: 文書・図像類

Author: 豊島, 遼

Publisher: 慶應義塾大学

Publication date: 2021

Material Format: Digital

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NDC: -

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Note (General)：: type:text電気抵抗は物質表面に吸着した分子の種類によって変化し、薄膜ではその傾向が顕著になる(Fuchs-Sondheimerモデル)。本研究では、電気抵抗測定を通した金属表面上の水素(H)の定量技術を応用して、水素透過フィルタのリアルタイム状態診断の実証を目指した。現在の主たるH2ガス生産...

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Material Type: 文書・図像類
Title: 表面電気抵抗測定を利用した水素透過フィルタのリアルタイム状態診断
Author/Editor: 豊島, 遼
Author Heading: 豊島, 遼
Publication, Distribution, etc.: 慶應義塾大学
Publication Date: 2021
Publication Date (W3CDTF): 2021
Alternative Title: ヒョウメンデンキテイコウソクテイオリヨウシタスイソトウカフィルタノリアルタイムジョウタイシンダン
Hyōmen denki teikō sokutei o riyōshita suiso tōka firuta no riaru taimu jōtai shindan
Real-time diagnosis of hydrogen permeable filters using surface electrical resistance measurement
Periodical title: 学事振興資金研究成果実績報告書
Text Language Code: jpn
eng
Target Audience: 一般
Note (General): type:text
電気抵抗は物質表面に吸着した分子の種類によって変化し、薄膜ではその傾向が顕著になる(Fuchs-Sondheimerモデル)。本研究では、電気抵抗測定を通した金属表面上の水素(H)の定量技術を応用して、水素透過フィルタのリアルタイム状態診断の実証を目指した。現在の主たるH2ガス生産プロセスは化石燃料の改質であり、生成したH2ガスには副生成物の一酸化炭素(CO)や原料の有機分子が混在している。COは人体に有害で、かつ燃料電池内の白金電極を不活化するため、Pd透過フィルタを用いたH2純化は水素社会実現のための基幹技術の1つである。電気抵抗を利用したH2フィルタ特性評価を達成するため、H2、COガス雰囲気下で電気抵抗率を計測する装置を開発した。装置には現実の使用環境を再現するため温度・ガス環境の調整機能を備えた。この装置を用いてPdやPd合金をはじめとしたフィルタ材料の電気抵抗変化を通した状態診断の検討を行った。その結果、COガス、H2ガスの雰囲気に応じて、電気抵抗率の変化を測定することが出来た。現在のところ、その変化の程度はまだ小さく、引き続き高感度化に向けた取り組みが必要である。今後フィルタ状態のリアルタイム診断が実現すれば、H2製造現場での管理に利用できると共に省資源化、省エネルギー化が期待される。 Electrical resistance varies depending on the type of molecules adsorbed on the material surface, which is strongly enhanced in thin films (Fuchs-Sondheimer model). In this study, we applied a quantitative detection technique for hydrogen (H) on metal surfaces through electrical resistivity measurements to demonstrate real-time condition diagnostics of hydrogen permeable filters. The present H2 gas production process is mainly reforming of petroleum. The produced H2 gas contains by-products such as carbon monoxide (CO) and organic molecules. To achieve H2 filter characterization using electrical resistivity, we developed a device for measuring electrical resistivity in H2 and CO gas atmosphere. The apparatus is equipped with temperature and gas environment adjustment functions to reproduce the actual operating environment. Using this device, we investigated the condition diagnosis of filter materials such as Pd and Pd alloys through their electrical resistivity change. As a result, we were able to measure the change in electrical resistivity according to the atmosphere of CO and H2 gases. The degree of change is still small at present, and increase of sensitivity is needed. Real-time diagnosis of the filter condition is realized in the future, it can be used for management at H2 production sites and is expected to save resources and energy.
Access Restrictions: 限定公開
Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 慶應義塾大学 : 慶應義塾大学学術情報リポジトリ