高温型燃料電池の開発とその高性能化

1.固体電解質型高温燃料電池高性能化の研究主要な構成要素である電解質膜を数十ミクロン以下の厚さでピンホ-ル無しに信頼性高く作製する方法としてプラズマを用いる電解法が世界で初めて考案され、優れた方法になる可能性を見出した。電池のカソ-ド材料としてペロブスカイト系の酸化物にそれよりも粒径の大きい安定化ジルコニアを添加して焼結した電極が高い性能を示すことを明らかにした。カソ-ドとして用いられるランタンマンガネ-ト系の酸化物は電解質との間で反応を起こし、性能の劣化が徐々に進行する。この二つの酸化物の間の反応を詳細に調べ、La_<0.95ー0.9>MnO_<3+X>の組成が反応の抑制に最適であることを明らかにしたた。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構成材料の安定性に重点を置いて研究した。Ni、Fe、FeーCrーNi電極の定常分極曲線の測定の結果、CO_2分圧が高いほどその腐食電流が大きくなり、溶解が速くなる。この中でCrを添加した合金が安定な不働体被膜をつくり耐食性が向上し構成材料として有望である。また、wet seal部の実際の作動条件に近い溶融炭酸塩が表面を被覆した状態で金属材料腐食を調べ、溶融塩による濡れ状態が腐食速度に大きな影響を与えることが判った。3.改質触媒に関する研究燃料電池の当面炭化水素燃料を改質して水素にすることが望まれる。そこで、内部改質型の燃料電池の触媒を研究した。その結果、ニッケルヘキサアルミネ-ト系の触媒が高い活性と耐熱性を示し、この触媒は高温固体電解質燃料電池の内部改質触媒として有望である。一方、数百度程度の温度で活性な改質触媒を検討し、Pt/PrOが活性である事を見出した。

1.固体電解質型高温燃料電池高性能化の研究主要な構成要素である電解質膜を数十ミクロン以下の厚さでピンホ-ル無しに信頼性高く作製する方法としてプラズマを用いる電解法が世界で初めて考案され、優れた方法になる可能性を見出した。電池のカソ-ド材料としてペロブスカイト系の酸化物にそれよりも粒径の大きい安定化ジルコニアを添加して焼結した電極が高い性能を示すことを明らかにした。カソ-ドとして用いられるランタンマンガネ-ト系の酸化物は電解質との間で反応を起こし、性能の劣化が徐々に進行する。この二つの酸化物の間の反応を詳細に調べ、La_<0.95ー0.9>MnO_<3+X>の組成が反応の抑制に最適であることを明らかにしたた。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構成材料の安定性に重点を置いて研究した。Ni、Fe、FeーCrーNi電極の定常分極曲線の測定の結果、CO_2分圧が高いほどその腐食電流が大きくなり、溶解が速くなる。この中でCrを添加した合金が安定な不働体被膜をつくり耐食性が向上し構成材料として有望である。また、wet seal部の実際の作動条件に近い溶融炭酸塩が表面を被覆した状態で金属材料腐食を調べ、溶融塩による濡れ状態が腐食速度に大きな影響を与えることが判った。3.改質触媒に関する研究燃料電池の当面炭化水素燃料を改質して水素にすることが望まれる。そこで、内部改質型の燃料電池の触媒を研究した。その結果、ニッケルヘキサアルミネ-ト系の触媒が高い活性と耐熱性を示し、この触媒は高温固体電解質燃料電池の内部改質触媒として有望である。一方、数百度程度の温度で活性な改質触媒を検討し、Pt/PrOが活性である事を見出した。