| 研究課題/領域番号 |
17H03149
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
原 祥太郎 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (10401134)
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| 研究分担者 |
鹿園 直毅 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30345087)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
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| キーワード | 固体酸化物形燃料電池 / 焼結 / トモグラフィー / マルチスケール / 多孔構造 / 界面 / キネティックモンテカルロ / 微細構造 / 多孔質 / 有限要素法 / 離散要素法 / FIB-SEM / 燃料電池 / 機械材料・材料力学 |
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| 研究成果の概要 |
近年，固体酸化物形燃料電池の低コストな製造プロセスとして，電解質基板と電極とを同時に焼結させる一体焼結法が注目されているが，一体焼結法は収縮速度が異なる材料を同時に焼結させる複雑なプロセスのため，焼結後の電極の微細構造・機械的性質・マクロな変形特性は十分明らかとなっていない．そこで本研究では，集束イオンビーム走査型電子顕微鏡を用いて，一体焼結中の空気極／電解質界面近傍の微細構造変化を定量的に明らかにした．また，一体焼結体の弾性的性質や変形特性を予測できるキネティックモンテカルロ焼結解析コードを開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体酸化物形燃料電池の低コスト化を実現するためには，一体焼結製造プロセスの理解と制御が必要不可欠である．本研究では，トモグラフィー技術を駆使することで，一体焼結中に三次元的な内部構造が変化する様子を初めて明らかにした．さらに，一体焼結プロセス中の変形特性や機械的特性を予測できるシミュレーション技術の基礎を構築した．得られた知見と技術を発展させれば，一体焼結プロセスの最適化，高性能な電池製造の実現につながる．
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