2016 Fiscal Year Research-status Report
多孔質微粒子からポーラス膜への成形技術の開発と電極材料としての応用
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16K18282
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
木下 卓也 関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (90453141)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 燃料電池 / 噴霧熱分解法 / 薄膜・微粒子形成操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低温でも作動可能な固体酸化物形燃料電池（SOFC）の電極膜の開発をめざし、多孔質微粒子から多孔質膜（ポーラス膜）への成形技術を確立する。申請者が開発した改良型噴霧熱分解法により合成したスポンジ状多孔質微粒子を、多孔質構造を維持したまま膜成形するために、エアロゾルデポジション（AD）法により成膜する。膜の多孔質構造により燃料電池としての性能の向上をめざす。最終的には、セラミックポーラス膜を成形する汎用技術として確立する。
電極膜の原料として用いる多孔質微粒子を改良型噴霧熱分解法で合成した。燃料極の材料としてNiとGd-Ce酸化物の複合微粒子を合成するため、Ni、GdおよびCeの硝酸塩を溶解した水溶液にクエン酸を添加した。これを超音波振動子で霧化し、管状電気炉で600~1200℃に加熱した反応管にキャリアガス(Air)で随伴導入し、生成粒子を静電捕集器により回収した。硝酸塩、クエン酸の濃度、合成温度、加熱部の滞留時間を変え、種々の多孔質粒子を合成した。合成粒子の構造を電子顕微鏡観察し、比表面積を窒素吸着測定から算出した結果、最適な多孔質構造を合成できる条件を決定することができた。クエン酸濃度と原料硝酸塩濃度の比率により、粒子の構造が多孔質、中空と変化することがわかった。当初、エアロゾルデポジション成膜装置を初年度に設置予定であったが、粒子の構造制御を優先すべきと考え、2年目に設置することにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初、エアロゾルデポジション成膜装置を初年度に設置予定であったが、粒子の構造制御を優先すべきと考え、2年目に設置することにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度はエアロゾルデポジション成膜装置を早急に設置し、当初の計画通りに研究を遂行する。粒子の最適化はすでに完了しているので、遂行には特に問題はない。
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| Causes of Carryover |
初年度に設置予定であった製膜装置を次年度に設置することにしたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
計画通りに製膜装置の購入に充てる。
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