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ナノ構造複合体SOFCカソードの作製とその構造-機能相関の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K04691
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関群馬大学

研究代表者

佐藤 和好  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (40437299)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード固体酸化物燃料電池 / カソード / ナノコンポジット / 酸素還元反応速度 / 空気極 / 酸素還元反応
研究成果の概要

本研究では、①LSM/YSZカソードのナノ構造化がORR活性に及ぼす影響、②ナノコンポジットカソードにおけるLSMとYSZの混合比が酸素還元活性に及ぼす影響、③LSM/YSZナノコンポジットカソードにおける、YSZの組成(Y2O3ドーピング量)がORR活性に及ぼす影響および④LSMの組成(Sr2+ドーピング量)がLSM/YSZナノコンポジットカソードにおけるORR活性に及ぼす影響について調査した。これにより、高性能低温作動型SOFCの実現に資するカソードの設計指針の提案に不可欠なナノコンポジットカソードにおける構造と機能との相関に関する様々な知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、これまで明らかになっていなかった固体酸化物形燃料電池(SOFC)におけるカソードのナノコンポジット化が酸素還元反応活性に及ぼす影響を系統的に評価した最初の研究であり、得られた知見は関連する学術分野の発展に大いに貢献できるものと考えられる。また、我が国におけるSOFC関連技術の開発に寄与し、将来的には地球温暖化の抑制に貢献できるものと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 10件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Growth of Strontium-doped Lanthanum Chromium Manganite/Gadolinium-doped Ceria (LSCM/GDC) Nanocomposite Particles as Ni-free Solid Oxide Fuel Cell Anode Material2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Inaba, K. Sato, N. Kannari, H. Abe, A. Sciazko, N. Shikazono
    • 雑誌名

      燃料電池

      巻: 21 ページ: 86-90

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of a micropatterned composite electrode for solid oxide fuel cells via ultraviolet nanoimprint lithography2019

    • 著者名/発表者名
      R. Akama, T. Okabe, K. Sato, Y. Inaba, N. Shikazono, A. Sciazko, J. Taniguchi
    • 雑誌名

      Microelectron. Eng.

      巻: 225 ページ: 111277-111277

    • DOI

      10.1016/j.mee.2020.111277

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly accelerated oxygen reduction reaction kinetics in colloidal-processing-derived nanostructured lanthanum strontium cobalt ferrite/gadolinium-doped ceria composite cathode for intermediate-temperature solid oxide fuel cells2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Kazuyoshi、Iwata Chizuru、Kannari Naokatsu、Abe Hiroya
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 414 ページ: 502-508

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2019.01.032

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Design of La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ/Gd0.2Ce0.8O1.9 Nanocomposite as Alternative Anode Material of Solid Oxide Fuel Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Sato, Yoshiki Inaba, Naokatsu Kannari, Hiroya Abe, Anna Sciazko, Naoki Shikazono
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2021(MRM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Colloidal processing approach toward high performance ceramic fuel cells2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Sato, Hiroya Abe, Naokatsu Kannari
    • 学会等名
      14th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PACRIM14)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ/Gd0.2Ce0.8O1.9ナノコンポジットアノードの水素酸化活性2021

    • 著者名/発表者名
      稲葉 佳生、佐藤 和好、神成 尚克、Anna Sciazko, 鹿園 直毅
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第34回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Nanocrystals Technologies for Energy and Environmental Applications2019

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, N. Kannari, T. Hashishin, H. Abe
    • 学会等名
      VJW & WSE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High Performance Solid Oxide Fuel Cell with Colloidal Processing Derived Nanostructured La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ/Gd0.2Ce0.8O1.9 Cathode2019

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, C. Iwata, N. Kannari, H. Abe
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth of La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ/Gd0.2Ce0.8O1.9 Nanocomposite as Alternative Anode Material of Solid Oxide Fuel Cells2019

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, Y. Inaba, N. Kannari, H. Abe, A. Sciazko, N. Shikazono
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Examination of high performance LSM-YSZ Cathode by nanostructuration and composition control2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tamura, P. Nanthana, K. Sato, N. Kannari, H. Abe
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of composite-electrode for SOFC via ultra violet nanoimprint lithography2019

    • 著者名/発表者名
      R. Akama, T. Okabe, K. Sato, N. Shikazono, J. Taniguchi
    • 学会等名
      45th International Conference on Micro and Nano Engineering (MNE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノ構造化と組成制御によるLSM-YSZカソードの高性能化検討2018

    • 著者名/発表者名
      田村 佳奈、ナンタナー プーイ、佐藤 和好、阿部 浩也、神成 尚克
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 水溶液を反応場とする酸化物ナノ結晶複合体の合成と燃料電池への応用2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 和好
    • 学会等名
      第2回粉体グリーンプロセス研究会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tomographic and Numerical Investigations of Composite Cathodes2018

    • 著者名/発表者名
      Y. T. Kim, H. An, K. Sato, T. Okabe, J. Taniguchi, N. Shikazono
    • 学会等名
      2018 Asian SOFC symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Growth of La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3/Gd0.2Ce0.8O1.9 nanocomposite as cathode material of intermediate-temperature solid oxide fuel cell2018

    • 著者名/発表者名
      K .Sato, C. Iwata, N. Kannari, H. Abe
    • 学会等名
      CAMS2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth and Applications of Aqueous Dispersed Oxide Nanocrystals2018

    • 著者名/発表者名
      K .Sato, N. Kannari, H. Abe
    • 学会等名
      6th International Solvthermal and Hydrothermal Association Conference (ISHA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] エレクトロニクス用セラミックスの開発2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 和好、阿部 浩也
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047985
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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