| 研究課題/領域番号 |
18H02067
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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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| 審査区分 |
小区分36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
雨澤 浩史 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90263136)
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| 研究分担者 |
井口 史匡 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00361113)
八代 圭司 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (20323107)
中村 崇司 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (20643232)
木村 勇太 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60774081)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | 固体酸化物形燃料電池 / 空気極 / 混合導電性酸化物 / 反応経路 / パターン電極 / オペランド計測 / 電極反応 / モデル電極 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，固体酸化物形燃料電池（SOFC）空気極における反応経路の特定および三相/二相界面反応の分離評価に取り組んだ。そのための手法として，独自のパターン緻密膜電極を提案・作製し，これを用いた電気化学/分光測定を実施した。その結果，代表的なSOFC混合導電性空気極における反応経路の特定に成功した。特に，混合導電性電極であっても三相界面反応の寄与が大きいことを明らかにし，SOFC高性能化のためには，三相界面反応を考慮した新たな電極設計・開発指針が必要があることを初めて明確に示した。また，考案されたパターン緻密膜電極を，SOFC空気極におけるCr被毒劣化機構解明にも適用した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，独自に開発したパターン緻密膜電極を用いることで，固体酸化物形燃料電池（SOFC）空気極における反応経路およびその分離評価を可能とする手法を確立した。これにより，混合導電性SOFC空気極における主たる反応経路が二相界面であるという従来の常識が誤りであり，SOFC高性能化のためには，三相界面反応を考慮した新たな電極設計・開発指針が必要があることを初めて示した。また，同手法が，SOFC空気極における劣化機構の解明にも適用できることを示した。これらの成果は，SOFCの高性能化，耐久性化を達成する上で，これまでに知られていなかった重要な知見であり，その学術的・社会的意義は大きい。
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