ペロブスカイト型酸化物触媒を用いたアンモニアSOFCの要素技術開発

利用钙钛矿氧化物催化剂开发氨SOFC的要素技术

基本信息

批准号：
17K06035
负责人：
橋之口道宏
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アンモニア燃料を直接利用する固体酸化物形燃料電池の低温動作化に向けては、第一に燃料極(アノード)のアンモニア酸化反応に対する活性と耐久性の向上が必要である。500度程度の低温で高い活性・耐久性が期待されるペロブスカイト型酸化物燃料極触媒の探索を中心とするアンモニア燃料を直接利用する固体酸化物形燃料電池の基盤技術の開発を目的として、本年度は以下の研究を行った。1．従来のNiベースの燃料極触媒よりもアンモニア分解反応に対して高い活性を示したペロブスカイト型酸化物:SrM1-xMoxO3-δ触媒(M=Fe)をアノード触媒に用いた固体酸化物燃料電池セルを作成し、電気化学特性を調査した。その結果、600℃で、Niをベースの燃料極触媒を用いたセルよりも高い性能を得られた。また、Niベースの燃料極触媒よりも高い耐久性があることが分かった。発電後、ペロブスカイト型酸化物:SrM1-xMoxO3-δ触媒(M= Fe)粒子表面には、Feが析出していることが分かった。表面に析出したFeが、アンモニア分解の活性点となり、発電性能が向上したと考えられる。また、Coを含侵したSrM1-xMoxO3-δ触媒(M= Fe)をアノード触媒に用いたセルを作成し、電気化学測定を行った。Coを含侵することにより、性能のさらなる向上が確認された。この触媒粒子表面には、アンモニア分解能の高いCo-Fe合金が形成されていることが確認された。合金相の形成により、性能が向上したと考えられる。2．液相法を用いて、Mo金属を含有するペロブスカイト型酸化物:SrM1-xMoxO3-δ触媒(M= Co、Ni)を合成した。Coを導入した触媒をアノード触媒に用いたセルは、Feを導入した触媒よりも高い発電性能並びに耐久性を示した。しかし、Niを導入し場合、単相のペロブスカイト構造を持つ触媒の合成ができなかった。

为了实现直接利用氨燃料的固体氧化物燃料电池的低温操作，有必要首先提高燃料电极（阳极）的活性和耐用性（阳极），以针对氨氧化反应。今年，进行了以下研究，目的是为直接利用氨燃料的固体氧化物燃料电池开发基本技术，主要是寻找钙钛矿型氧化物氧化物燃料电极电极催化剂，这些催化剂预计将在500度左右的低温下具有较高的活性和耐用性。 1。使用钙钛矿型氧化物：SRM1-XMOXO3-δ催化剂（M = Fe）制备固体氧化物燃料电池，该催化剂的活性比常规Ni基于NI的阳极催化剂及其电化学性质表现出更高的活性。结果，在600℃下，使用基于Ni的阳极催化剂的性能高于细胞的性能。还发现它比基于NI的阳极催化剂更耐用。发电后，发现Fe在钙钛矿氧化物的表面沉淀：SRM1-XMOXO3-δ催化剂（M = Fe）颗粒。沉积在表面上的Fe成为氨分解的活跃点，据认为发电性能有所改善。此外，使用共焦SRM1-XMOXO3-δ催化剂（M = Fe）作为阳极催化剂制备细胞，并进行了电化学测量。 CO的浸渍证实了性能的进一步改善。已经证实，在催化剂颗粒的表面形成了具有高氨分辨率的co-FE合金。据信，合金阶段改善了其性能。 2。使用液相方法合成了含有Mo金属的钙钛矿型氧化物：SRM1-XMOXO3-δ催化剂（M = CO，Ni）。该细胞将催化剂与CO一起引入作为阳极催化剂，比引入FE引入的催化剂表现出更高的发电性能和耐用性。但是，当引入Ni时，不可能具有单相钙钛矿结构的催化剂。