燃料電池の高性能化に関する研究

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(1)固体電解質型高温燃料電池高性能化の研究この型の電池電池内の熱収支について検討を行い、電池内部の温度分布を明らかにし、それに応じて電池内にかかる応力を評価し、電池設計の指針を示した。SrCeO_3などのプロトン導電性固体を電解質に用いることを新しく提案し、高い性能の電池となることを示した。多孔性のLa_<0.6>Ca_<0.4>MnO_3をカソードに用いたときの電解質との相互作用、雰囲気、温度の影響を調べ、過電圧の低減、耐食性向上の両面から、優れたカソードをつくるための指針を得た。さらに、ランタン不足の(La,Sr)_<1-×>MnO_3をカソードに用いれば長時間安定であることを明らかにした。(2)溶融炭酸塩型高温燃料電池高性能化の研究この電池については電極の安定性に重点を置いて研究した。多孔性ニッケル電極をタングステンで改質することにより、高い耐食性と触媒性を示すアノードが得られた。また、複合電着被覆法を新しく提案し、アノードに銅・ニッケル合金が適することを示した。さらに、電解液に炭酸リチウム・炭酸ナトリウム混合塩を用い、それに鉄を添加してニッケルフェライトを作成するのがよいことを明らかにした。(3)直接型アルコール燃料電池高性能化の研究燃料にメタノールを用い、それの有効利用を目指して、メタノールを溶解した硫酸を電解質に用いる新しい電池を対象に、安価な高活性触媒の探索と反応促進のための電極構造の設計について研究を行った。炭素繊維に白金とルテニウムの二元系合金を熱分解法あるいはスパッタ法で担持させた電極はアルコールのアノード酸化に対して高い触媒作用を示した。また、高比表面積担体を用い、触媒を分散すると同時に、ポリエチレン薄膜を被覆し、フッ素化することにより、長寿命、高活性電極が得られることを明らかにした。