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異種イオニクス材料間のヘテロ接合界面長制御による電極反応機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25289246
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関東北大学

研究代表者

橋本 真一  東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (60598473)

研究分担者 雨澤 浩史  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90263136)
井口 史匡  東北大学, 工学研究科, 准教授 (00361113)
中村 崇司  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (20643232)
連携研究者 川田 達也  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (10271983)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2013年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
キーワードパターン電極 / 固体酸化物形燃料電池 / 電極反応経路 / 酸化物空気極 / 二相界面反応 / 三相界面反応 / SOFC / PCFC / 空気極 / 電極反応メカニズム / 混合導電体 / 薄膜 / 三相界面長 / 電極反応 / イオン電子混合導電体
研究成果の概要

固体酸化物燃料電池用空気極において、パターン電極を作製して気相-電極-電解質間の三相界面長の制御を行い、電極反応における三相界面の寄与を定量的に評価する技術を確立した。その結果、従来、気相-電極間の二相界面反応が期待されているLa0.6Sr0.4CoO3-d(LSC)の酸素イオン導電性電解質上での電極反応において、より低い温度領域では顕著な三相界面の反応性を観測するとともに、プロトン導電性電解質上でLSCを電極に用いた場合の主たる反応経路も、三相界面であることを見出した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Determination of oxygen surface exchange constant of LaNi0.6Fe0.4O3-δ coated with Ce0.9Gd0.1O1.95 by isotope exchange technique2016

    • 著者名/発表者名
      R.A. Budiman, T. Miyazaki, S. Hashimoto, K. Yashiro, T. Kawada
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 286 ページ: 19-23

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2015.12.002

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中低温作動SOFCカソードの基礎物性と組織・界面設計2015

    • 著者名/発表者名
      川田達也,八代圭司,橋本真一
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 83-9 ページ: 739-745

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Study of LaNi0.6Fe0.4O3-δ Film Electrode Fuel Cells, Electrolyzers, and Energy Conversion,2015

    • 著者名/発表者名
      R. A. Budiman, T. Miyazaki, S. Hashimoto, T. Nakamura, K. Yashiro, K. Amezawa, T. Kawada
    • 雑誌名

      J. Electrochem. Soc.

      巻: 162-14 号: 14 ページ: F1445-F1450

    • DOI

      10.1149/2.0391514jes

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Modification of LaNi0.6Fe0.4O3-δ Film Electrode by Ce0.9Gd0.1O1.95 Porous Layer Oxygen Electrodes.2015

    • 著者名/発表者名
      R. A. Budiman, T. Miyazaki, S Hashimoto, K. Yashiro, K. Amezawa, T. Kawada
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 66-2 ページ: 161-168

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 5.Oxygen Nonstoichiometry and Electrochemical Properties of LaNiO3-d Oxygen Electrodes.2015

    • 著者名/発表者名
      R. A. Budiman, S Hashimoto, T. Nakamura, K. Yashiro, K. Amezawa, and T. Kawada
    • 雑誌名

      ECS Transaction

      巻: 66-2 ページ: 177-183

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of oxygen diffusion process on electrical conductivity relaxation2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kudo, K. Yashiro S. Hashimoto, K. Amezawa T. Kawada
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 262 ページ: 696-700

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2014.01.009

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Surface/Interface on the Performance of MIEC Cathode of SOFC2014

    • 著者名/発表者名
      H.Sato, K.Yashiro, M.Sasaki, S.Hashimoto, T.Nakamura, K.Amezawa, T.Kawada
    • 雑誌名

      Ionic and Mixed Conduction Ceramics 9, ECS Transactions

      巻: 61(1) ページ: 37-46

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cathodic Reaction of La0.6Sr0.4CoO3-d with Controlled Triple Phase Boundary Length on SrZr0.9Y0.1O3-a2016

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Noda, Shinichi Hashimoto, Keiji Yashiro, Tatsuya Kawada
    • 学会等名
      Solid State Protonic Conductors 18 (SSPC-18)
    • 発表場所
      Oslo, Norway
    • 年月日
      2016-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SrZr0.9Y0.1O3-a上でのLa0.6Sr0.4CoO3-d空気極における電気化学的特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      野田俊介, 橋本真一八代圭司, 川田達也
    • 学会等名
      電気化学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学、大阪
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] モデル電極を用いたSOFC空気極の反応場評価2016

    • 著者名/発表者名
      星貴也,橋本真一,八代圭司,川田達也
    • 学会等名
      固体化学の新しい指針を探る研究会『若手研究者による研究発表会』
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 年月日
      2016-03-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The electrode reaction mechanism analysis and electrode design on SOFC cathode2016

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Hashimoto, Riyan Achmad Budiman, Yuya Uzumaki, Kota Suzuki, Honami Kudo, Issei Susuta, Syunsuke Noda, Takaya Hoshi, Keiji Yashiro, Tatsuya Kawada
    • 学会等名
      40th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites
    • 発表場所
      Daytona Beach, USA
    • 年月日
      2016-01-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Determination of Rate Limiting Step in LaNi0.6M0.4O3-δ Film Electrode (M=Fe, Co)2015

    • 著者名/発表者名
      Riyan Achmad Budiman, Yuya Uzumaki, Takamichi Miyazaki, Shin-Ichi Hashimoto, Takashi Nakamura, Keiji Yashiro, Koji Amezawa, Tatsuya Kawada
    • 学会等名
      25th Annual Meeting of MRS-Japan 2015
    • 発表場所
      Kanagawa Kenmin Hall, Yokohama
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Oxygen Reduction Process at Two Dissimilar Oxides of Solid Oxide Fuel Cell Cathode2015

    • 著者名/発表者名
      Riyan Achmad Budiman, Toshiya Tairako, Atsushi Unemoto, Shin-Ichi Hashimoto, Keiji Yashiro, Koji Amezawa, Tatsuya Kawada
    • 学会等名
      第41回固体イオ二クス討論会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ぺロブスカイト酸化物電極の酸素交換反応におけるCe0.9Gd0.1O1.95の共存効果2015

    • 著者名/発表者名
      R. A. Budiman、 渦巻裕也、宮崎孝道、橋本 真一、八代 圭司、雨澤 浩史、川田 達也,
    • 学会等名
      2015年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      埼玉工業大学、埼玉
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プロトン導電性酸化物上でのLa0.6Sr0.4CoO3空気極における電極反応機構2015

    • 著者名/発表者名
      野田俊介、橋本真一、八代圭司、川田達也
    • 学会等名
      2015年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      埼玉工業大学、埼玉
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Surface Modification of LaNi0.6Fe0.4O3-δ Film Electrode by Ce0.9Gd0.1O1.95 Porous Layer2015

    • 著者名/発表者名
      Riyan Achmad Budiman, Takamichi Miyazaki, Shin-Ichi Hashimoto, Keiji Yashiro, Koji Amezawa, and Tatsuya Kawada
    • 学会等名
      The 227th meeting of The Electrochemistry Society
    • 発表場所
      Chicago, United States of America,
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxygen Nonstoichiometry and Electrochemical Properties of LaNiO3-δ2015

    • 著者名/発表者名
      Riyan Achmad Budiman, Shin-Ichi Hashimoto, Takashi Nakamura, Keiji Yashiro, Koji Amezawa, and Tatsuya Kawada
    • 学会等名
      The 227th meeting of The Electrochemistry Society
    • 発表場所
      Chicago, United States of America
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プロトン導電性セラミック 燃料電池の電極反応2015

    • 著者名/発表者名
      野田俊介,鈴木康太,橋本真一,八代圭司,川田達也
    • 学会等名
      固体化学の新しい指針を探る研究会 『若手研究者による研究発表会』
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 年月日
      2015-03-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electronic Conduction Mechanism and Oxygen Nonstoichiometry of LaNi1-xFexO3-δ2014

    • 著者名/発表者名
      R. A. Budiman, S. Hashimoto, T. Nakamura, K. Yashiro, K. Amezawa, and T. Kawada
    • 学会等名
      The 15th Koria-Japan Students' Symposium
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-11-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of La0.6Sr0.4CoO3-d cathode reaction mechanism by pattern electrode2014

    • 著者名/発表者名
      I.Susuta, S.Hashimoto, K.Yashiro, T.Kwada
    • 学会等名
      The 15th Koria-Japan Students' Symposium
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-11-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on cathodic reaction of La0.6Sr0.4CoO3-d film electrode on proton conducting SrZr0.9Y0.1O3-d electrolyte2014

    • 著者名/発表者名
      S. Hashimoto, K. Suzuki, K. Yashiro, K. Amezawa, and T. Kawada
    • 学会等名
      17th Solid State Protonic Conductors (SSPC-17)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-09-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] (La,Sr)CoO3空気極の反応場の評価2014

    • 著者名/発表者名
      須々田一聖、 橋本真一、 八代圭司、 川田達也
    • 学会等名
      固体イオニクスセミナー
    • 発表場所
      プラザホテル山麓荘、仙北
    • 年月日
      2014-08-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Surface Properties on Oxygen Reduction Reaction of MIEC Cathode.2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Yashiro, Hiroki Sato, Yuki Gonoi, Takashi Nakamura, Shin-ichi Hashimoto, Yusuke Tamenori, Koji Amezawa, Tatsuya Kawada
    • 学会等名
      11th European SOFC & SOEC Forum
    • 発表場所
      Lucerne, Swizerland
    • 年月日
      2014-06-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Surface/Interface on the Performance of MIEC Cathode for SOFC2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sato, Keiji Yashiro, Mie Sasaki, Shin-ichi Hashimoto, Takashi Nakamura, Koji Amezawa, Tatsuya Kawada
    • 学会等名
      The 225th ECS Meeing
    • 発表場所
      Orland, USA
    • 年月日
      2014-05-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] Solid State Ionics, 固体の中の酸素の動きを見る!(酸素イオンの可視化)

    • URL

      http://www.ee.mech.tohoku.ac.jp/?page_id=1959

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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