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ナノ組織・構造制御による高性能ナノ構造化燃料電池用酸化物薄膜素子の作製と特性評価

使用纳米结构/结构控制用于燃料电池的高性能纳米结构氧化物薄膜元件的制造和表征

基本信息

批准号：
07F07561
负责人：
森利之
金额：
$ 1.41万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07561/
关键词：
燃料電池固体電解質薄膜ナノ構造界面

项目摘要

これまでの燃料電池の動作温度空白領域(200℃から500℃)においても、高い性能を有する酸化物燃料電池用材料の開発を目指し、こうした温度領域で高い性能を有する燃料電池を作製するために、3価の希土類ドープドセリア薄膜固体電解質材料の合成と、その合成ルートの違いが電解質/電極の界面構造のナノレベルのおける変化と物性に与える影響を精査することを目的に実験を行った。研究年度2年目にあたる平成20年度は、昨年に引き続き、3価の希土類ドープドセリア固体電解質薄膜を、従来手法である電気泳動法と、新規薄膜合成手法である、ミストCVD法により合成し、その微細構造の特徴についての考察を行った。高分解能透過電子顕微鏡観察により、ナノヘテロ界面構造を定量的に解析したところ、固体電解質と電極間界面において、電極活物質がサブミクロンから、ナノメータースケールで、固体電解質内への拡散を起こし、その結果、その拡散した電極活物質(NiO)の周囲において、酸素欠陥の秩序化が進み、固体電解質と電極界面の酸化物イオン伝動を大きく妨げるナノヘテロ界面構造が形成されることを、薄膜作製条件を変化させながら、系統的に解析を行った。このように、通常の薄膜X線回折試験などの方法では、知覚しがたいほどの小さな大きさで、薄膜デバイス中における固体電解質/電極間界面中に広がる、ナノ構造の特徴を、高分解能電子顕微鏡による観察、イメージアナリシス及びエネルギー損失分光法を用いた酸素欠陥の秩序化度合いの定量的な解析を組み合わせて行うことで、薄膜固体電解質の性能向上を妨げていた、ナノレベルにおける構造の特徴が明らかになり、そのナノヘテロ界面構造を、導電特性を最大化できるように、最適化することで、これまでの薄膜素子の能力を、大幅に向上させることが可能であることを明らかにした。

The operating temperature range of the fuel cell is blank (200℃ and 500℃), and the high performance is the acidic acid Materials for chemical fuel cells are developed and manufactured with high performance in the temperature range and fuel cells.に, 3価のrare earth ドープドセリアThin film solid electrolyte material の synthesis と, その synthetic ルートのviolation いが electrolyte/electrolyte The structure of the interface of the extreme is the physical properties of the structure and the purpose of the influence. Research on the 2nd year project of the 2019 Heisei 20th year, the last year's research, the 3価のrare earth type solid electrolyte thin film, and the method usedるElectrophoresis method と, new thin film synthesis method である, ミストCVD method により synthesis し, その特徴についてのinvestigation を行った. High resolution electron microscopy can be used to observe and analyze the interface structure and quantitative analysis of nanoparticles and solid electrolytes and the interface between electrodes.いて, electrode active material がサブミクロンから, ナノメータースケールで, solid electrolyte inside への拡 scattered こし, その results, そのDispersed electrode active material (NiO), acid element, ordering of acid element, solid electrolyte and electrode interface acid compound, etc. The dynamic interface structure is formed, the film production conditions are changed, and the system is analyzed.このように、Normal filmの小さな大きさで, thin film デバイス中における中に広 at the interface between solid electrolyte/electrodeがる、ナノstructural の特徴を、High resolving energy electron micromirror による禳看、イメージアナThe リシス and びエネルギーloss spectrometry is quantitative by using the いた acid element lack of ordering degree and いのThe performance of thin film solid electrolyte is improved and the performance of thin film solid electrolyte is improved.た、のノレベルにけるstructuralの特徴が明らかになり、そのナノヘテロ interface structure Made, conductive properties are maximized, optimized, and thin Membrane Motoko's ability is very high, and it's possible to do a lot of things.