薄膜固体電解質燃料電池の開発

薄膜固体电解质燃料电池的开发

• 批准号: 04203213
• 负责人: 山崎 陽太郎
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04203213/
• 关键词: SOFC; ジルコニア薄膜; 極薄型セル; 応力緩和機能; 襞付きYSZ膜

1.研究目的 本研究は安定化ジルコニア(YSZ)の薄膜化を中心課題とし,より高機能かつ高性能な固体電解質燃料電池(SOFC)の開発を最終目的としている。本年度は,極薄型セル面積の大型化にともなう熱応力の問題およびセル積層化技術に関する基礎的知見を得るため,従来からの研究成果を基に下記の項目について実験を行った。2.研究成果と概要 1,応力緩和機能を有するジルコニア薄膜の作製 波形あるいは特定の襞形状に加工したニッケル箔上に電子ビーム蒸着法によりYSZを堆積し,後に下地の箔を溶解除去することにより,伸縮性を有する,襞付き電解質膜を作ることを考察し,これに成功した。襞付きYSZ膜の引っ張り強度試験を行った結果,襞付き極薄型セルができればセパレータとなる金属材料と十分応力の緩和が可能な状態で積層できることが分かった。2,平板型セル用の空気極の作製と集電法の開発 空気極からの集電効率の向上を図るため,集電体材料の検討,集電方法の開発を行った。集電材料にはニッケル-クロム合金線に,線表面の電気伝導性を良好に保つためランタンコバルタイト粉末を焼き付けた複合材料を開発し用いた。この集電線を空気極に埋め込み同時にYSZ基板上に焼き付ける新しい方法を開発した。3,平板型セルのスタック時におけるガスシールに関する検討 セルとセパレータのシール部には耐熱性のセメントを用いガスもれを防いでいる。しかしセルと合金の熱膨張の差から,電池を破壊する恐れがある。そこでガスシール部を接着することなく,セルとセパレータの接触面が,ある程度スリップ可能な状態に保ちつつ機械的に圧力を加え締め付けることにより密着させ,接触面におけるガスシール特性の評価を行った。

1. Objective This study is aimed at the development of solid electrolyte fuel cells (SOFC) with high performance and high performance. This year, we have obtained basic knowledge on the issue of thermal stress and the related technology of ultra-thin and large-sized cells, and we have carried out the following projects based on the research results. 2. Summary of research results 1. The stress relaxation function of the film was successfully investigated by processing the film with a specific fold shape, depositing YSZ on the foil, dissolving and removing the foil below, and stretchability. The tensile strength test results of YSZ film show that the thickness of YSZ film is extremely thin, and the tensile strength of YSZ film is very low. 2. Fabrication of flat plate type air electrode and development of current collector air electrode and improvement of current collector efficiency, discussion of current collector material and development of current collector method. Current collector materials are used in the development of composite materials with good electrical conductivity on the surface of the alloy wires and good electrical conductivity on the surface of the wires. A new method for burning the collector wire on the YSZ substrate was developed. 3. When the flat plate type is used, the heat resistance of the heat resistance part of the heat resistance part is reduced. The difference in thermal expansion of the alloy is due to the failure of the battery. The contact surface of the contact surface is evaluated according to the pressure of the machine.

项目成果

冨田 和男: "極薄型SOFCのNi多孔質電極の作製" 電気化学および工業物理化学. 61. 251-252 (1993)

Kazuo Tomita：“超薄 SOFC 的镍多孔电极的制备”电化学与工业物理化学 61. 251-252 (1993)。

Naoya TOMITA: "Measurement of Gas Leaks Through the Contacts Between Heat Resistant Alloys and YSZ Plate" Proceeding of the 3ed International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells. (1993)

Naoya TOMITA：“通过耐热合金和 YSZ 板之间的接触测量气体泄漏”3ed 国际固体氧化物燃料电池研讨会论文集。

Kazuo TOMIDA: "Preparation of Solid Electrolyte Thin Films Relaxing Thermal Stress" Proceeding of the 3ed International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells. (1993)

Kazuo TOMIDA：“缓解热应力的固体电解质薄膜的制备”3ed 国际固体氧化物燃料电池研讨会论文集。

冨田 和男: "熱応力緩和機能を有する固体電解質薄膜の作製" 第33回電池討論回講演要旨集. 43-44 (1992)

富田一夫：“具有热应力松弛功能的固体电解质薄膜的制备”第33届电池研讨会摘要43-44（1992）。

冨田 直哉: "YSZと耐熱合金の接触面におけるガスシール特性の評価" 第33回電池討論回講演要旨集. 45-46 (1992)

Naoya Tomita：“YSZ 与耐热合金接触面的气体密封性能评估”第 33 届电池研讨会摘要 45-46（1992 年）。