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: 03203218
• 负责人: 山崎 陽太郎
• 金额: $ 1.73万
• 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03203218/
• 关键词: SOFC; 極薄膜セル; ジルコニア薄膜; 酸化物カソ-ド; ランタンマンガナイト; プレ-ナ-型SOFC

1.研究目的本研究はニッケル箔基板上に直接真空蒸着法によりジルコニア薄膜を作製し長寿命で温度サイクルにも強く,かつ発電特性の優れたプレ-ナ-型固体電解質燃料電池(極薄型セル)の開発を最終目的とし,本年度は蒸着ジルコニア薄膜の結晶学的評価を行った.さらに空気極材料および集電法の検討も行った.2.研究成果と概要a)直接蒸着ジルコニア膜の微細構造 セルを構成する際には熱サイクルに対する安定性や機械的強度などもセルの安定動作,寿命などに大きな影響をおよぼす.特にジルコニアは製造プロセス,添加物の量およびその種類等,種々の影響により,その安定性の程度や破壊靭性に密接な関係がある.そこでTEMを用いて人接蒸着により作製したジルコニア膜の微細構造を観察した.膜は0.5μm弱の粒径をもつ結晶子からなる多結晶膜である.結晶子は制限視野回折からは単結晶的であるが,結晶子内にひずみ,積層欠陥,転移あるいは結晶相の分域などが多く存在していることが高分解能観察からわかる.膜は主に正方晶相であるが僅かに単斜晶系相が混在していることが電子線回折から確認でき,この膜は部分安定化した膜であることがわかった.以上の結果,蒸着ジルコニア薄膜は緻密かつ結晶学的にも優れた膜であることがわかった.b)ジルコニア薄板型セルの作製 本項では空気極,空気極ージルコニア界面,空気極からの集電法の検討など,特に空気極側の特性改善を行うため,電解質に部分安定化ジルコニア板を用い無支持型の薄板型セルを作製した.燃料極は白金,空気極材料はLaSr_θ. _3Mn_θ. _7O_3粉末を用い電解質板に焼付けた.薄板型セルの発電特性は900℃おいて約1.05V,1Ωの負荷をかけたとき電流密度110mA/cm^2得られた.

1. Purpose of the study This study is to use the direct vacuum evaporation method to fabricate the longevity of the film on the はニッケル foil substrate. Ming's temperature high-voltage solid electrolyte fuel cell (extremely thin type solid electrolyte fuel cell)ル) The final goal of the development is to review the crystallography of the ジルコニア thin film this year. 2. Research results and summary a) Fine structure of directly steamed ジルコニアfilm セルを Structure する には热 サイクルに対する Stability や Mechanical strength などもセルの Stable action, life などに大きなInfluence of をおよぼす.Special にジルコニアは manufacturing プロセス, the amount of additives およびそのkind, etc., kind of 々のeffect により, そThe degree of stability, the toughness and the close connection are the same.アFine structure of the film を観看した. The film は0.5μm weak のparticle size をもつcrystalline からなるPolycrystalline film である. Crystallization は limit The field of vision is turned back and forth, the crystallization is done, the crystallization is within the crystal, the layering is insufficient, the crystal phase is divided into many areas, and the crystal phase is separated. There is a high decomposition energy in the film. The main tetragonal crystal phase is the main tetragonal phase. Only the clinic phase is mixed in.ることがelectronic wire folding からconfirmation でき, このfilm は partial stabilization したfilm であることがわかった. The above results are steamed The ジルコニア film is dense and crystallographic, the ジルれた film であることがわかった.b) ジルコニア thin plate type セルの This item refers to the empty 気 pole, the empty 気 pole ージルコニア interface, the empty 気 pole からのenergization method の検など, the special characteristics improvement of the empty 気 pole side を行うため, the electricity The partially stabilized electrolyte is made of an unsupported thin plate type steel plate. The fuel electrode is made of platinum and the hollow electrode material is LaSr_θ. _3Mn_θ. _7O_3 powder is used for the electrolyte plate. The thin plate type electrolyte has electrical properties of about 1.05V at 900℃ and a load of 1Ω. The current density is 110mA/cm^2.

项目成果

Tsuneo OHGI: "IMA Measurements of Hydrogen Concentration Distributions in High Temperature Proton Conducting" Proc.of 1st Int.Symp.on Ionic and Mixed Conducting Ceramics. 91. 161-171 (1991)

Tsuneo OHGI：“高温质子传导中氢浓度分布的 IMA 测量”Proc.of 1st Int.Symp.on 离子和混合传导陶瓷。

丹羽 勇介: "固体電解質燃料電池用電極材料の合成" 電気化学協会第58回大会講演要旨集. 174-174 (1991)

Yusuke Niwa：“固体电解质燃料电池电极材料的合成”电化学学会第58届年会论文集174-174（1991）。

Yohtaro YAMAZAKI: "Preparation of UltraーThin Solid Fuel Cells Using Nickel Foil Substrates" Proc.of 2nd Int.Symp.on SOFC,Athens,Greece. 175-181 (1991)

Yohtaro YAMAZAKI：“使用镍箔基板制备超薄固体燃料电池”Proc.of 2nd Int.Symp.on SOFC，雅典，希腊 175-181 (1991)。

木村 高志: "固体電解質燃料電池の空気極における接触低抗" 第32回電池討論会講演要旨集. 201-201 (1991)

Takashi Kimura：“固体电解质燃料电池空气电极的接触电阻”第 32 届电池研讨会摘要 201-201（1991）。

Yohtaro YAMAZAKI: "UltraーThin SOFC" Look Japan. (1992)

山崎洋太郎：“超薄 SOFC”日本风格 (1992)。