SOFC金属インターコネクタの拡散接合による流路設計自由度拡大

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K13226
• 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): 2023-04-01 – 2028-03-31
• Keywords: 固体酸化物燃料電池 / インターコネクタ / 拡散接合 / 流路

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，一般的なSOFC用金属インターコネクタ材であるCrofer 22 APUを材料とし，拡散接合の可能性を検討した．拡散接合を行うためには，真空または不活性ガス中において材料同士を接触加圧しつつ加熱する必要がある．初年度は，ボルト締結によりCrofer 22 APU板材同士に接合荷重を負荷した状態で3Pa以下の真空下におき700℃，2h保持した．処理後の試験片は金属光沢を維持しており，手で触れた程度では剥がれなかったため，せん断試験を行った．その結果，試験片エッジ部に破面として凸凹領域が見られ，この箇所のみ接合していた可能性が確認された．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

拡散接合における重要因子である接合荷重をボルト締結により負荷しているため，正確に制御できていない．感圧紙を用いた面圧測定により，試験片エッジ部に0.5～2.5MPa以上の荷重が集中しており，試験片全面に均等に荷重が掛かっていないことを確認した．
申請書では初年度に，接合荷重を制御しつつ真空引きし加熱することが可能な装置を設計・自作する予定であった．しかし，設計に時間を要したため，装置の作製が遅れている．

Strategy for Future Research Activity

設計した装置の作製を進め，接合荷重を正確に制御しつつ，拡散接合条件の探索を行う．試験片のせん断強度評価に加えて，試験片断面のSEM/EDX観察を行い，拡散接合しているか判断するためのデータを収集する．

Causes of Carryover

申請書では初年度に，接合荷重を制御しつつ真空引きし加熱することが可能な装置を設計・自作する予定であった．しかし，設計に時間を要したため装置の作製が遅れており，装置を構成するための物品購入も遅れてしまったため次年度使用額が生じた．