多孔質および緻密質セラミックスから成る機能性界面における破壊現象の解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K22404
• Research Institution: Gifu National College of Technology
• Principal Investigator: 熊田 圭悟 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (40881652)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2024-03-31
• Keywords: 固体酸化物燃料電池 / 界面破壊靭性値 / SOFC

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，燃料極材料である多孔質NiO-8YSZを電解質材料である緻密質3YSZでサンドイッチした全セラミックス型改良4点曲げ試験片を作製し，室温におけるSOFC燃料極／電解質間の界面破壊靭性値を評価した．ばらつきを把握するためワイブルプロットを作成した結果，単体材料の場合と比較してワイブル係数は小さく，界面破壊靭性値のばらつきは大きいことが分かった．次に，試験片を還元処理し燃料極材料をNi-8YSZとした結果，界面破壊靭性値は低下する傾向にあることが分かった．
SOFCの研究・開発では，構造・熱・流体・電気化学などを連成した高度なシミュレーションによるセル内部応力の推定が行われており，本研究により得られた界面破壊靭性値は，界面剥離が発生するか判断するための基礎的なデータとして活用することが期待できる．