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電極粒子の異方的磁場応答性を利用した超低温作動SOFC用高活性新規配向電極の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K06726
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関熊本大学

研究代表者

松田 元秀  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (80222305)

研究分担者 打越 哲郎  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (90354216)
鈴木 達  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (50267407)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード固体酸化物形燃料電池 / カソード / 磁場配向 / 結晶磁気異方性 / 固体酸化物型燃料電池用電極 / 燃料電池 / 配向電極 / 磁場利用プロセス
研究成果の概要

本研究では、600℃以下で作動可能な次世代普及型の超低温作動固体酸化物形燃料電池の先進的開発を目指して、カソードに応用可能な混合導電性を示すK2NiF4型Ni系層状ペロブスカイト化合物の組織制御について磁場を利用したプロセスによって検討した。その結果、組成に依存した磁場配向挙動が見出され、高い電極特性を導く組織の形成に成功した。また検討の結果、磁場配向の組成依存性は磁性発現機構の違いに起因することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

セラミックスをベース材とし、他の燃料電池に比べ高い発電効率を示すともに電池構成材に高価な貴金属を要しないといった優位性を持つ、固体酸化物形燃料電池の低温作動化は、次世代燃料電池の具現化に向け、大変重要な課題である。本研究では、低温作動固体酸化物形燃料電池に応用可能な材料開発に取り組み、磁場を用いた新しいプロセスでカソードに応用可能な電極材料の高性能化に成功した。その成果は電極の配向化によって導かれ、配向電極の形成がきわめて効果的であることが明示されたことは意義深い。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Imperial College(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] SLFC(Sr3-xLaxFe2-yCoyO7-δ)系層状ペロブスカイト型混合伝導体の配向制御と異方特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      矢野広将、打越哲郎、小林 清、鈴木 達、明石孝也、松田元秀
    • 雑誌名

      J. Jpn. Soc. Powder Powder Metallurgy

      巻: 65 ページ: 114-120

    • NAID

      130006394019

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Magnetic Orientation Control of Layered Ni-based Compounds for Solid Oxide Fuel Cell2018

    • 著者名/発表者名
      Motohide MATSUDA, Atsufumi MURATA, Motoki TOYODA, Suguru TAJIMA, Tohru S. SUZUKI and Tetsuo UCHIKOSHI
    • 学会等名
      International Symposium on Inorganic and Environmental Materials 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 層状Ni系化合物(La, Nd)4Ni3O10の固相反応合成と諸特性2018

    • 著者名/発表者名
      松田元秀、横山翔吾、橋新剛
    • 学会等名
      第136回無機マテリアル学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] SOFC配向電極作製のためのNd2-xLaxNiO4の結晶磁気異方性の調査2018

    • 著者名/発表者名
      田島 卓、鈴木 達、中根 茂行、名嘉 節、打越 哲郎、松田 元秀
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 低温作動SOFC用電極Ni系層状化合物の磁化特性と配向性2018

    • 著者名/発表者名
      田島 卓、鈴木 達、中根 茂行、名嘉 節、打越 哲郎、松田 元秀
    • 学会等名
      日本セラミックス協会九州支部秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算によるLa2NiO4+δの電子状態の検討2018

    • 著者名/発表者名
      中村 江利、三澤 賢明、下條 冬樹、松田 元秀
    • 学会等名
      日本セラミックス協会九州支部秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] (Nd, Sr)(Co, Fe)O3ペロブスカイト化合物の作製と燃料電池正極特性2018

    • 著者名/発表者名
      満生 章太郎、松田 元秀
    • 学会等名
      日本セラミックス協会九州支部秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Microstructure control of Ln2NiO4 layered perovskite compounds in magnetic field for Solid Oxide Fuel Cell2018

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima、A. Murata、T. Suzuki、T. Uchikoshi、M. Matsuda
    • 学会等名
      The 1st International Workshop on the Research and Development of Unique Reaction/Separation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 固相反応法による層状Ni系化合物Ln4Ni3O10の作製とその電気的特性2017

    • 著者名/発表者名
      横山翔吾、橋新剛、松田元秀
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2017年年会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Oriented Ln2NiO4 cathode fabricated in magnetic field2017

    • 著者名/発表者名
      Motohide MATSUDA, Atsufumi MURATA, Tohru S. SUZUK and Tetsuo UCHIKOSHI
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Eco-materials Processing and Design
    • 発表場所
      Okinawa
    • 年月日
      2017-02-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] APPLICATION OF ELECTROPHORETIC DEPOSITION FOR SOLID OXIDE FUEL CELL2017

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuda
    • 学会等名
      Electrophoretic Deposition VI: Fundamentals and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ni系Ruddlesden-Popper型層状化合物の作製とその電気的特性2017

    • 著者名/発表者名
      横山翔吾、橋新剛、松田元秀
    • 学会等名
      日本金属学会九州支部日本鉄鋼協会九州支部軽金属学会九州支部平成29年度合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] (Nd, La)2NiO4の磁場配向挙動の調査2017

    • 著者名/発表者名
      田島卓、 鈴木達、打越哲郎、松田元秀
    • 学会等名
      日本金属学会九州支部日本鉄鋼協会九州支部軽金属学会九州支部平成29年度合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ruddlesden-Popper型層状化合物Nd4Ni3O10の作製と電気的特性2017

    • 著者名/発表者名
      横山翔吾、橋新剛、松田元秀
    • 学会等名
      2017年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 低磁場下での低温作動SOFC用Nd2NiO4配向電極の作製2017

    • 著者名/発表者名
      松田元秀、村田充史、打越哲郎
    • 学会等名
      平成29年度日本セラミックス協会耐火物技術協会九州支部秋季合同研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] SOFC用Ni系層状ペロブスカイト配向カソードの作製と電極特性2017

    • 著者名/発表者名
      横山翔吾、村田充史、鈴木達、打越哲郎、松田元秀
    • 学会等名
      第58回電池討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ruddlesden-Popper型層状Ni系化合物からなる配向電極の作製2017

    • 著者名/発表者名
      松田元秀、田島 卓、橋本実和、村田充史、鈴木 達、打越哲郎
    • 学会等名
      第26回SOFC研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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