ランタンシリケートセラミックス電解質と電極界面の改善によるSOFC特性向上

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５００℃での導電率が０．０１３Ｓ・ｃｍ－１を示す無配向ランタンシリケートセラミックスおよび５００℃での導電率が０．０３３Ｓ・ｃｍ－１を示すｃ軸配向ランタンシリケートセラミックスを電解質材料に用いた。電極（拡散層）接合面のランタンシリケートセラミックス電解質の表面粗さＲａとＳＯＦＣ最高発電出力の関係を調べた。無配向セラミックスおよびｃ軸配向セラミックス共に電解質の厚みは、１ｍｍとした。電解質／電極の緩衝層は、スピンコーターにより塗布・焼付で設けた（ＣｅＯ２）０．８（Ｓｍ２Ｏ３）０．２膜を設けた。カソードおよびアノード電極共に、ＤＣスパッタを用いて成膜しＰｔ膜を設けた。電極（拡散層）接合面の電解質の表面粗さＲａは、１０ｎｍおよび３００ｎｍの２種類とした。３％－Ｈ２（Ａｒバランス）とＡｉｒを用いて、５００℃での電解質支持型ＳＯＦＣ単セルの発電最高出力を測定した。電解質に無配向セラミックスを用いた場合、電解質の表面粗さＲａが１０ｎｍの場合は８ｍＷ・ｃｍ－２、３００ｎｍの場合は５ｍＷ・ｃｍ－２であった。一方、電解質にｃ軸配向セラミックスを用いた場合、電解質の表面粗さＲａが１０ｎｍの場合は７０ｍＷ・ｃｍ－２、３００ｎｍの場合は５０ｍＷ・ｃｍ－２であった。無配向セラミックスおよびｃ軸配向セラミックス共に、電解質の表面粗さＲａが小さいと発電最高出力が高くなっており、当初の予想どおりの結果が得られた。