傾斜機能化電極/固体電解質一体型燃料電池の作製と電気特性評価

功能梯度电极/固体电解质集成燃料电池的制备及电性能评价

• 批准号: 09229210
• 负责人: 湯上 浩雄
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tohoku University
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09229210/
• 关键词: 固体酸化物燃料電池; 電子-イオン混合伝導体; 薄膜; 傾斜機能化; 燃料極

酸素イオン伝導体であるイットリア安定化ジルコニアなどの固体電解質は,固体酸化物燃料電池(SOFC)などへの応用が期待されている.SOFCは燃料の持つ化学エネルギーを直接電力に変換できるものである.SOFCは全て固体で構成されているので,電解質と電極材との整合性が必要で,我々は電極材料として,電解質材料である安定化ジルコニア(YSZ)をベースにした電子-イオン混合伝導体を用いることを考えている.またYSZに添加する材料の濃度を傾斜することで,電極/電解質界面での整合性が向上すると考えられる.本研究ではCe-YSZの傾斜機能薄膜をレーザアブレーション法により作製し,その構造,電気的特性の評価を行い,最適な作製条件を研究することを日的とする.これまで,傾斜機能薄膜の構造解析,電気伝導待性を評価してきたが,本年度はこれまでの結果の再検討と傾斜機能薄膜を電極として用いた場合の過電圧特性の評価を行った.作製した傾斜機能化混合伝導体を燃料極として用いることで,薄膜/基板界面における酸素の拡散がよりスムーズに行われることを明らかにした.また,対極を白金にしてセルを組み,カレントインタラプタ法により電極の過電圧特性を評価した結果,現在燃料極として主として利用されているNiO-YSZのサ-メット電極に比ベ,過電圧を小さくすることができることを明らかにした.以上の結果より,電極材の傾斜機能化によりSOFCの電気化学的特性を向上させることが明らかになった.今後,さらに,SOFCへの傾斜機能材料の適用可能性について検討し,単セル試験を行う.また低温動作型のSOFCに適用する傾斜機能電極の開発も行う予定である.

Solid electrolyte is a solid state electrolyte that stabilizes solid acid fuel cells (SOFC) and is expected to be used in the future. SOFC fuel is expected to be used in direct power generation. SOFC is a solid state fuel cell, and the integration of electrolyte and electrode materials is necessary. Electrolyte material (YSZ) The concentration of YSZ added material is inclined, and the conformity of electrode/electrolyte interface is upward. In this paper, we study the fabrication process of Ce-YSZ tilt functional thin films, evaluate the structure and electrical properties of Ce-YSZ tilt functional thin films, and study the optimum fabrication conditions. This year, the results of structural analysis and evaluation of electrical conductivity of inclined functional films were reviewed and the evaluation of overvoltage characteristics of inclined functional films in electrode applications was conducted. The film/substrate interface is characterized by a thin film, a thin film and a thin film. As a result of the evaluation of the overvoltage characteristics of the electrode, the fuel electrode is now mainly used in the NiO-YSZ electrode. As a result, the electrode material tilt functionalization improves the electrochemical properties of SOFC. In the future, the application possibility of tilt functional materials for SOFC will be discussed in detail. The development of inclined functional electrodes for low-temperature SOFC applications is predetermined.

项目成果

H.Naito et al.: "Fabrication of zirconia-based functionally graded mixed conducting film by laser ablation method" Proc.of 5th Int.Symp.on Solid Oxide Fuel Cells. 1113-1120 (1997)

H.Naito 等人：“通过激光烧蚀法制备氧化锆基功能梯度混合导电薄膜”Proc.of 5th Int.Symp.on Solid Oxide Fuel Cells。

H.Yugami et al.: "Fabrication of SrMO_3 (M=Ce and Zr) thin films and SrCeO_3/SrZrO_3 super lattices by laser ablation" Applied Surface Science. 113/114. 222-226 (1997)

H.Yugami 等人：“通过激光烧蚀制备 SrMO_3（M=Ce 和 Zr）薄膜和 SrCeO_3/SrZrO_3 超晶格”应用表面科学。