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電極反応の素過程解析による固体酸化物形燃料電池の低温作動化

研究課題

研究課題/領域番号 19560679
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関鹿児島大学

研究代表者

鮫島 宗一郎  鹿児島大学, 大学院・理工学研究科(工学系), 准教授 (00274861)

研究分担者 平田 好洋  鹿児島大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (80145458)
松永 直樹  鹿児島大学, 理工学研究科(工学系), 助教 (40405543)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2007年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード固体酸化物形燃料電池 / 開放起電力 / 出力密度 / 正極 / 反応過電圧 / 水素 / 共焼結 / 電極反応 / 複素インピーダンス / オーム抵抗 / 電極構造
研究概要

厚さ60μmのガドリニア固溶セリア(GDC)を電解質、SrRuO_3を正極とし、Ni-GDC負極支持型のセルを調製し、水3vol%を含む水素を負極に、空気を正極に流通させ、500-800℃で発電特性を評価した。粒子径0.89μmの微細なSrRuO_3を用いた場合、粒子径減少により電極反応の場である三相界面が増加したため、正極での反応過電圧を低減できた。800℃と600℃での最大出力密度は348,113mW/cm^2であった。

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2010 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] Cell Performance of Strontium Ruthenium Oxide Cathode/ Gd-doped ceria(GDC) electrolyte/ Nickel-GDC anode system2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirata, K. Matsumoto, S. Sameshima, N. Matsunaga, M. Nagamori, T. Shimonosono
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 117

      ページ: 1141-1146

    • NAID

      130000304937

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Development of Electrochemical Cell with Layered Composite of the Gd-Doped Ceria/Electronic Conductor System for Generation of H_2-CO Fuel Through Oxidation-Reduction of CH_4-CO_2 Mixed Gases2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hirata, Y.Terasawa, N.Matsunaga, S.Sameshima
    • 雑誌名

      Ceramics International 35

      ページ: 2023-2028

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Hydrogen-Carbon Monoxide Fuel from Methane-Carbon Dioxide Mixed Gases2009

    • 著者名/発表者名
      S.Sameshima, Y.Hirata, K.Hamasaki, H.Ohshige, N.Matsunaga
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 117

      ページ: 630-634

    • NAID

      130006978433

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Electrical Conductivity of La_<0.6>Sr_<0.4>Ru_<0.9>Mg_<0.1>O_<3-δ>2009

    • 著者名/発表者名
      D.Moriyama, Y.Hirata, S.Sameshima, N.Matsunaga, T.Doi, N.Kashima, S.Nagaya
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 117

      ページ: 635-638

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell Performance of Strontium Ruthenium Oxide Cathode/Gd-doped ceria(GDC)electrolyte/Nickel-GDC anode system2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hirata, Matsumoto, S.Sameshima, N.Matsunaga, M.Nagamori, T.Shimonosono
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 117

      ページ: 1141-1146

    • NAID

      130000304937

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Reforming of CH_4-CO_2 Gas using Porous Gd-doped Ceria Electrolyte with Ni and Ru Electrodes2009

    • 著者名/発表者名
      S.Matayoshi, Y.Hirata, S.Sameshima, N.Matsunaga, Y.Terasawa
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 117

      ページ: 1147-1152

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Densification and Cell Performance of Gadolinium-Doped Ceria (GDC) Electrolyte/NiO GDC Anode Laminates2009

    • 著者名/発表者名
      M. Nagamori, T. Shimonosono, S. Sameshima, Y. Hirata, N. Matsunaga, Y. Sakka
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society 92

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Densification and Cell Performance of Gadolinium-Doped Ceria (GDC) Electrolyte/NiO-GDC Anode Laminates2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nagamori, T. Shimonosono, S. Sameshima, Y. Hirata, N. Matsunaga, Y. Sakka
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society 92

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Electrochemical Properties of Cathode for Solid Oxide Fuel Cell2008

    • 著者名/発表者名
      T. Shimonosono, G. Hiramatsu, Y. Hirata, S. Sameshima, N. Matsunaga, T Doi, T. Horita
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials 352

      ページ: 255-258

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of Hydrogen and Carbon Monoxide from Methane and Carbon Dioxide over Ni-Al_2O_3 Catalyst2008

    • 著者名/発表者名
      S. Sameshima, Y. Hirata, J. Sato, N. Matsunaga
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan 116,

      ページ: 374-379

    • NAID

      110006623953

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Properties of Cathode for Solid Oxide Fuel Cell2007

    • 著者名/発表者名
      T. Shimonosono, G. Hiramatsu, Y. Hirata, S. Sameshima, N. Matsunaga, T. Doi, T. Horita
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials 352

      ページ: 255-258

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Properties of Cathode for Solid Oxide Fuel Cell with Gd-doped Ceria Electrolyte2007

    • 著者名/発表者名
      T. Shimonosono, G. Hiramatsu, Y. Hirata, S. Sameshima, N. Matsunaga, T. Doi, T. Horita
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research 26-28

      ページ: 275-278

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis and electrical Conductivity of La_<0.6>Sr_<0.4>Ru_<1-x>MgxO_<3-δ>(x=0-0.6)Perovskite Solid Solution2010

    • 著者名/発表者名
      鮫島宗一郎, 森山大輔, 平田好洋, 松永直樹
    • 学会等名
      International Symposium on Multifunctional Ceramic Materials Based on Nanotechnology(ISMCN2010)
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都)
    • 年月日
      2010-03-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト構造固溶体La_<0.6>Sr_<0.4>Ru_<1-x>MgO_<3-δ>(x=0-0.6)の合成と電気伝導度2010

    • 著者名/発表者名
      森山大輔, 平田好洋, 鮫島宗一郎, 松永直樹
    • 学会等名
      第48回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • 年月日
      2010-01-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ni及びRu電極付き多孔質ガドリニウム固溶セリアを用いたCH_4-CO_2混合ガスの電気化学的改質2010

    • 著者名/発表者名
      又吉翔太郎, 平田好洋, 鮫島宗一郎, 松永直樹
    • 学会等名
      第48回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • 年月日
      2010-01-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Electrolyte Thickness and Cathode Particle Size on Electric Performance of Anode-supported Gd-doped Ceria Cell2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hirata, K.Matsumoto, S.Sameshima, N.Matsunaga, M.Nagamori, T.Shimonosono
    • 学会等名
      The 26th International Korea-Japan Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba(茨城県)
    • 年月日
      2009-11-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 電極での酸化還元反応を利用したCH_4-CO_2系ガスからのH_2-CO系燃料の合成2009

    • 著者名/発表者名
      平田好洋, 又吉翔太郎, 松永直樹, 鮫島宗一郎
    • 学会等名
      セラミックス総合研究会
    • 発表場所
      熱海ニューフジヤホテル(静岡県)
    • 年月日
      2009-10-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 負極支持型ガドリニウム固溶セリア電池の性能に及ぼす電解質厚さと正極粒子径の影響2009

    • 著者名/発表者名
      松元謙士, 平田好洋, 鮫島宗一郎, 松永直樹, 永守未奈子, 下之薗太郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト構造La-Sr-X-Mg-O系固溶体(X=Ti, Zr, Al)の合成と電気伝導度2009

    • 著者名/発表者名
      白谷健太郎, 平田好洋, 鮫島宗一郎, 松永直樹, 中原聡子
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第22回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 負極支持型ガドリニウム固溶セリア電池の性能に及ぼす電解質厚さと正極粒子径の影響2009

    • 著者名/発表者名
      松元謙士, 平田好洋, 鮫島宗一郎, 松永直樹, 永守未奈子, 下之薗太郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第22回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ガドリニウム固溶セリアの微構造制御と電気特性2009

    • 著者名/発表者名
      原 章洋, 平田 好洋, 鮫島 宗一郎, 松永 直樹, 堀田 照久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      東京理科大(野田キャンパス)
    • 年月日
      2009-03-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Control of Microstructure and Electrical Properties of Gd doped Ceria2009

    • 著者名/発表者名
      A. Hara, Y. Hirata, S. Sameshima, N. Matsunaga, T. Horita
    • 学会等名
      International Symposium on Multifunctional Ceramic Materials Based on Nanotechnology (ISMCN2009)
    • 発表場所
      ホテルニューオオタニ長岡
    • 年月日
      2009-02-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ペロプスガイド構造La_<0.6>Sr_<0.4>Ru_<0.9>Mg_<0.1>0_<3-δ>系固溶体の合成と電導度2009

    • 著者名/発表者名
      森山 大輔, 平田 好洋, 鮫島 宗一郎, 松永 直樹, 土井 俊哉, 鹿島 直二*, 長屋 重夫
    • 学会等名
      第47回セラミックス基礎科学討論会)
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2009-01-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物イオン導電体を用いた電気化学セルによるCH_4-CO_2混合ガスからのH_2-CO系燃料の製造2009

    • 著者名/発表者名
      平田 好洋, 寺澤 佑仁 松永 直樹, 鮫島 宗一郎
    • 学会等名
      第47回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2009-01-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Electrical Conductivity of Rare Earth Doped-Ceria and Its Application to Solid Oxide Fuel Cell2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirata, S. Sameshima, T. Shimonosono, M. Nagamori, AHara, N. Matsunaga
    • 学会等名
      International Symposium on Core University Program between Japan and Korea, New Processing and Nanostructure/Property Relationship for Multi Functional Materials
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2008-12-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Hydrogen-Carbon Monoxide Fuel from Methane-Carbon Dioxide Mixed Gases2008

    • 著者名/発表者名
      S. Sameshima, Y. Hirata, K. Hamasaki, H. Ohshige, N. Matsunaga
    • 学会等名
      The 25th International Korea-Japan Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      Hotel現代鏡浦台
    • 年月日
      2008-11-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Electrical Conductivity of La_<0.6>Sr_<0.4>Ru_<0.9>Mg_<0.1>O_<3-δ> Perovskite Solid Solution2008

    • 著者名/発表者名
      D. Moriyama, Y. Hirata, S. Saraeshima, N. Matsunaga T. Doi, N. Kashima, S. Nasaya
    • 学会等名
      The 25th International Korea-Japan Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      Hotel現代鏡浦台
    • 年月日
      2008-11-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical Properties of Cathode Materials for Solid Oxide Fuel Cell with Rare Earth-doped Ceria Electrolyte, The 4th International Workshop for R&D Clustering among China, Japan2008

    • 著者名/発表者名
      S. Sameshima, Y. Hirata, T. Shimonosono, M. Nagamori, Y. Yoshimura, N. Matsunaga
    • 学会等名
      Korea in Eco-Materials Processing (CJK 2008)
    • 発表場所
      箱根高原ホテル
    • 年月日
      2008-07-14
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Electrochemical Properties of Cathode Materials for Solid Oxide Fuel Cell with Rare Earth-doped Ceria Electrolyte2008

    • 著者名/発表者名
      S. Sameshiraa, Y. Hirata, T. Shimonosono, M. Nagamori, Y. Yoshimura, N. Matsunaea
    • 学会等名
      The 4th International Workshop for R&D Clustering among China, Japan, Korea in Eco-Materials Processing (CJK 2008)
    • 発表場所
      箱根高原ホテル
    • 年月日
      2008-07-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Densification of Laminate of Gd-doped Ceria (GDC) Electrolyte / NiO-GDC Anode System2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nagamori, T. Shimonosono, S. Sameshima, Y. Hirata
    • 学会等名
      10th International Conference on Ceramic Processing Science (ICCPS-10)
    • 発表場所
      犬山国際観光センター
    • 年月日
      2008-05-26
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] Ni-Al_2O_3系触媒上でのメタンと二酸化炭素からの水素及び一酸化炭素の合成2008

    • 著者名/発表者名
      鮫島 宗一郎, 平田 好洋, 里 隼也, 松永 直樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      長岡技術科学大学
    • 年月日
      2008-03-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ドクターブレード法による負極支持型燃料電池の合成と電気特性2008

    • 著者名/発表者名
      永守 未奈子, 平田 好洋, 鮫島 宗一郎, 下之薗 太郎, 大茂 寛典, 松永 直樹
    • 学会等名
      第46回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-01-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Hydrogen and Carbon Monoxide from Methane and Carbon Dioxide2007

    • 著者名/発表者名
      S. Sameshima, Y. Hirata, J. Sato, N. Matsunaga
    • 学会等名
      7th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
    • 発表場所
      Shanghai International Convention Center
    • 年月日
      2007-11-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical Properties of Cathode for Solid Oxide Fuel Cell with Gd-doped Ceria Electrolyte2007

    • 著者名/発表者名
      T. Shimonosono, G. Hiramatsu, Y. Hirata, S. Sameshima, N. Matsunaga, T. Doi, T. Horita
    • 学会等名
      The Sixth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • 発表場所
      韓国済州島 International Convention Center
    • 年月日
      2007-11-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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