アノード層内理想的活性サイト形成による超高効率SOFCの創製研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本申請研究における計画内の2022年度の実施項目は固体酸化物形燃料電池（SOFC）のアノード層へ「①BIO助触媒添加による発電性能向上効果確認」を中心に行った。発電性能評価に用いるSOFC単セルは通常のSOFCアノードであるNiと8YSZサーメット電極粉末に助触媒である酸化物を先行研究で明らかとなっている最適量を添加することで作成しそのアノードを用いてSOFC単セルを作成した。発電評価方法は電流遮断法によって得られた電極性能のみを取りだしたIR-freeのI-V曲線からその性能を評価した。その結果BIO助触媒（Ba2In2O5酸化物）はSOFCアノード層へ添加することで当初の装うの通り発電性能向上効果が得られた。また助触媒添加量の最適化、再現性確認なども行うことができたため、実施計画を前倒しに行い次年度実行計画項目である「②BIO助触媒導入方法（インフィルトレーション法）の検討」を行った。本項目はBIO含侵用溶液を調整して、BIO成分をSOFCアノード層内への助触媒の広域かつ均一添加を試みる取り組みである。まず、BIO含侵溶液はBaNO3とInNO3を水溶液とした溶液で含侵を試みた。その溶液でBIO成分を含侵させたSOFC単セルを電流遮断法により、性能評価を行うと添加していない基準となる標準SOFC単セルより性能は低下した。この結果を明らかとするためにインフィルトレーション法を用いたSOFC単セルのSEM/EDX解析やXPS解析によってSOFC単セルにおけるアノード表面の評価を行ったところ、性能低下につながったであろう要因が明らかとなった。１つ目は助触媒のBIO成分であるBa成分気発（消失）による影響、２つ目はNiの触媒性能を低下させたであろう不純物生成の影響である。これらの影響を取り除くには含侵溶液の濃度やSOFC単セルの電極焼き付け温度などの条件を検討する必要がある。