高蓄熱密度材とイオン伝導体の一体化に向けた次世代燃料電池の創成

• 研究課題/領域番号: 24K01593
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: JEEM MELBERT 北海道大学, 工学研究院, 特任助教 (00815805)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2026年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2025年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2024年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
• キーワード: 潜熱蓄熱 / 固相反応 / TEM/STEM / 第一原理計算 / 燃料電池

研究開始時の研究の概要

従来型固体酸化物型燃料電池(SOFC)では、作動温度の変動に起因する電解質の熱劣化が課題となっている。そこで、熱的安定性の最適化、さらにイオン伝導性の促進を兼ね備えた複合機能材料が必要である。現状では、これらの多元的要件を全て満たすような材料は確立されていない。申請者はコアシェル型相変化物質にイオン伝導性を付与する新規合成に成功し、界面効果による熱的安定性を発見した。本研究では、これらの結果を基に、SOFCに適した作動温度範囲で高蓄熱密度材とイオン伝導体材料を一体化した新規複合材料を合成する。構造解析から、イオン活性、熱膨張整合性、界面力、亀裂伝播、焼結助剤効果のメカニズムを解明する。