2015 Fiscal Year Research-status Report
スパッタ法による高伝導度薄膜電解質の開発とその燃料電池応用
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26420284
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| Research Institution | Tsuruoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
内山 潔 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (80403327)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | プロトン伝導体 / 燃料電池 / 酸化物薄膜 / 中温域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
RFマグネトロンスパッタ法を用いて良好な結晶性を持つプロトン伝導性薄膜の成長に成功した。本薄膜は高度に１１０配向しており、これによりローカルエピが実現していることがわかった。そのため、本薄膜を他のぺロブスカイト薄膜のバッファ層とすることで１１０配向した酸化物薄膜を得られることを見出し、それを国際会議並びに論文として発表を行った。現在、基板と結晶配向との関係をより明確化するべく、透過型電子顕微鏡観察などの微細組織観察を行っている段階である。
一方、本薄膜のSOFC用の電解質膜としての応用としては、本薄膜が良好な結晶性を有しているもののその微細構造が柱状構造を有しているために粒界伝導が発生し、多くの試料で導通してしまうことが確認された。その結果、SOFCセルの試作を行ったものの発電特性の検証にまでは至らなかった。現在その対策として、成膜条件を変えて柱状構造となりにくい条件の検証を行っているところである。
さらに、課題であった空気極については従来型SOFCに多用されているLSCFでは形成温度７００℃以下という条件下では導電性を有する薄膜を得ることができなかった。そのため、種々の酸化物導電体を電極候補として検討した結果、良好な導電性を有する酸化物薄膜の形成に成功した。さらに、成膜条件を変えることでその薄膜が多孔質体を形成することがわかった。これは本提案のSOFC構造においてきわめて重要な条件であり、今後実際に発電特性を検証することで、その有用性を実証する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、高度に１１０配向した酸化物薄膜を得ることができた。これは当初予定していなかった成果であり、本研究の派生的な応用として酸化物薄膜形成用のバッファ層としての応用がきたいできる。
一方、発電特性については電解質膜がショートしてしまい特性を図るまでには至らなかった。しかし、その原因が電解質の微細構造に起因することがわかったため、さらなる対策が必要であり、現在その原因について検討を行っている段階である。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在電解質膜のリークの原因の解明と対策を行っており、この対策を行ったのちSOFCセルを試作し、その発電特性を検証する予定である。
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| Causes of Carryover |
実験の進行上において、物品購入の一部が次年度購入になったため次年度への繰り越しが発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年度予定していた物品の購入を速やかに行い研究を滞りなく実施することで、年度末における計画の必達を予定する。
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Research Products
(15 results)
