高温型燃料電池の開発とその高性能化

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1.溶融炭酸塩型燃料電池の高性能化と耐食材料の開発溶融炭酸塩型燃料電池の高出力化のためには、溶融塩中での酸素の溶解度が重要であることを明らかにした。また、電極材料を開発するために、イットリウムを用いてニッケル電極の表面改質を試みた。ニッケル金属上にUPD法によりイットリウムを析出させた電極ではニッケル金属に比較して優れた分極特性を示すことを見出した。2.固体電解質燃料電池実用化のための要素技術の確立円筒型電池の電解質として、低温プラズマを媒体とした気相電解析出によってイットリア安定化ジルコニア薄膜が作製できることが分かった。また、平板型電池の電解質として8mol%のSc_2O_3を含む正方晶ジルコニアに20wt%のAl_2O_3を複合化させることにより、機械的強度に優れ、かつ高いイオン導電率を有する電解質の作製が可能となった。電極材料と電解質との反応性について検討した結果、マンガン系のペロブスカイト酸化物電極は安定であり、反応生成相であるCaZrO_3の厚さは1000℃、1年間で0.7ー0.02μmの厚さになることが分かった。3.内部改質型燃料電池のための改質触媒の開発白金・金属酸化物触媒では400℃以下でメタノ-ルを100%の選択率で改質することができた。また、内部改質型電池では内部改質に伴なう炭素の生成が問題となるため、CーHーO系の相図から炭素の析出しない領域に水蒸気/メタン分圧を制御して発電を行うことにより、良好な特性が得られることが分かった。