2009 Fiscal Year Annual Research Report
Crystal Micro Solid Oxide Fuel Cell
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21860088
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
ペルゴレーシ ダニエレ National Institute for Materials Science, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (10543259)
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| Keywords | マイクロ固体燃料電池 / パルスレーザー沈降法 / SDC / 薄膜沈積法 |
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| Research Abstract |
本年度は以下の結果を得た。
成果概要
1)Siとバッファーレイヤー上にSDC-ESB薄膜組織を、組織化と最適化して形成した。
2)電解質膜組織のエッチングプロセスを検討した。
3)両電極をプラズマレーザー沈積法(PLD)で形成した。
成果詳細内容
Si上に電解質膜を作るのは、KOHで急激なエッチングが必須であったので、困難であった。そこで、バッファー層を介することを発案し、組織化することも可能とした。
この膜にはTiNが適当であって、さらに結晶化させれば、その上にSrTiO3をエピ成長ができることがわかった。加えて、最初の電解質材料(Sm-doped CeO_2)を組織化して形成することに成功した。
すなわち、エッチング技術を駆使して、PLDによりTiN結晶層と、CVDによりSrTiO_3結晶を格子整合させて、Siウェファー上に合成した。
これにはまず、MgO単結晶上に第一バッファーとしてSrTiO_3をエピ成長させた。MgOはTiNと類似構造であり、SrTiO_3バッファーの形成条件パラメーターの検討に適切であったからである。その後、TiN上にもバッファーを形成した。
今後は、この結果をふまえて、電解質層をエッチングによって、多重的に組織形成しながら剥がす技術をさらに検討する予定である。
二電極の形成に関しては、特筆する結果として、100nmのLSCF(La_<0.8>Sr_<0.2>Co_<0.8>Fe_<0.2>O_<3-δ>)電極が、室温でPLDで得られた。アニール後処理により、配向性無定型膜は結晶化して、電極に適した多孔質膜が得られた。この手法は正電極に応用できると考えられる。
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