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積層型マイクロSOFCの原理実証と高出力化

研究課題

研究課題/領域番号 26249103
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
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

高村 仁  東北大学, 工学研究科, 教授 (30250715)

研究分担者 及川 格  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40733134)
亀川 厚則  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90292242)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
34,840千円 (直接経費: 26,800千円、間接経費: 8,040千円)
2016年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2015年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2014年度: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
キーワード固体酸化物形燃料電池 / SOFC / カソード材料 / 複素インピーダンス / 燃料電池 / 二酸化炭素排出削減 / 高エネルギー密度 / 高密度実装 / 反応・分離工学 / テープキャスト法 / 発電特性
研究成果の概要

本研究では、種々の燃料電池中で最高の発電効率を示す固体酸化物形燃料電池(SOFC)のさらなる小型化と高出力化を目指して、積層型マイクロSOFCの開発を行った。割れ等の欠陥がなく理論開回路起電力を得る積層体の作製に成功し、さらに電解質と共焼結が可能な難焼結性カソードの開発を行った。乾燥希釈水素と空気を供給した場合の発電特性として、900℃において6.7 mAの最大電流と2.17 mWの最大電力が得られた。内部の有効電極面積、また、試料端面の実行面積で最大電力を除した最大電力密度は各々約28 mW/cm2、AMPDは約121 mW/cm2となった。また、LSMへのY置換が難焼結化に有効であった。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Low-temperature preparation of rutile-type TiO2 thin films for optical coatings by aluminum doping2017

    • 著者名/発表者名
      A. Ishii, K. Kobayashi, I. Oikawa, A. Kamegawa, M. Imura, T. Kanai, H. Takamura
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 412 ページ: 223-229

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2017.03.253

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of the lithium-ion conductivity of LiBH4 by hydration2016

    • 著者名/発表者名
      A. Takano, I. Oikawa, A. Kamegawa, Hitoshi Takamura
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 285 ページ: 47-50

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2015.06.004

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Li-Ion Conductivity and Phase Stability of Ca-Doped LiBH4 under High Pressure2016

    • 著者名/発表者名
      T. Mezaki, Y. Kuronuma, I. Oikawa, A. Kamegawa, H. Takamura
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 55 号: 20 ページ: 10484-10489

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.6b01678

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Correlation among Oxygen Vacancies, Protonic Defects, and the Acceptor Dopant in Sc-Doped BaZrO3 Studied by 45Sc Nuclear Magnetic Resonance2015

    • 著者名/発表者名
      I. Oikawa, H, Takamura
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 27 号: 19 ページ: 6660-6667

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.5b02441

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-temperature preparation of high-n TiO2 thin film on glass by pulsed laser deposition2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ishii, Y. Nakamura, I. Oikawa, A. Kamegawa, H. Takamura
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: Accepted ページ: 528-534

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2015.04.125

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Ba2In2O5へのドナードープによるn型混合伝導体の作製2017

    • 著者名/発表者名
      張 幸夫, 及川 格, 高村 仁
    • 学会等名
      電気化学会第84回大会
    • 発表場所
      首都大学東京, 東京
    • 年月日
      2017-03-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Bi-Sr-Fe系ぺロブスカイト型混合導電体における酸素空孔の規則化挙動2017

    • 著者名/発表者名
      戸村勇登, 及川 格, 高村 仁
    • 学会等名
      日本金属学会2017年春期(第160回)大会
    • 発表場所
      首都大学東京, 東京
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Oxygen Storage and Transport Properties of CeO2-ZrO2-Based Oxides2016

    • 著者名/発表者名
      J. Tomita, H. Takamura
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2016
    • 発表場所
      Salt Lake City, Utah, USA
    • 年月日
      2016-10-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Surface Modification of Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ By Using Atomic Layer Deposition2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayamizu, I. Oikawa, H. Takamura
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science 2016
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ceria-based Mixed Conductors for Gas Separation and Storage2016

    • 著者名/発表者名
      H. Takamura
    • 学会等名
      Rare Earths 2016
    • 発表場所
      Hokkaido University, Sapporo, Japan
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 同位体置換法によるCe-Zr系酸化物の酸素輸送特性の評価2016

    • 著者名/発表者名
      富田惇喜、及川 格、高村 仁
    • 学会等名
      第54回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      九州大学, 福岡
    • 年月日
      2016-01-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Oxygen and carbon dioxide separation membranes based on mixed conductors2015

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Takamura
    • 学会等名
      Composites at Lake Louise 2015
    • 発表場所
      Lake Louise, Canada
    • 年月日
      2015-11-08
    • 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] Ce-Zr系酸化物の酸素吸放出能と吸放出速度2015

    • 著者名/発表者名
      富田惇喜、及川 格、高村 仁
    • 学会等名
      日本金属学会2015年秋期(第157回)講演大会
    • 発表場所
      九州大学, 福岡
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Defect Chemistry and Oxygen Transport Properties of Bi-Sr-Fe-Based Perovskyte-Type Oxides2015

    • 著者名/発表者名
      Doohyun Baek, Itaru Oikawa, Atsunori Kamegawa, Hitoshi Takamura
    • 学会等名
      20th International Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      Keystone, Colorado, USA
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NMRと第一原理計算によるSC含有酸化物の局所構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      及川 格、高村 仁
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学, 横浜
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] テープキャスト法によるLi7La3Zr2O12膜の作製2015

    • 著者名/発表者名
      大澤 敬、及川 格、亀川 厚則、高村 仁
    • 学会等名
      第53回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ, 京都
    • 年月日
      2015-01-08 – 2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] TiO2薄膜の結晶構造と光学特性に及ぼす後熱処理の影響2014

    • 著者名/発表者名
      石井 暁大、及川 格、亀川 厚則、高村 仁
    • 学会等名
      日本金属学会 2014年秋期(第155回)大会
    • 発表場所
      名古屋大学, 名古屋
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Cathode Properties of Bi-Sr-Fe-based Perovskite Oxiders for Low Temperature SOFC with Y-dooped BaZrO3-δ2014

    • 著者名/発表者名
      Doohyun Baek, Hitoshi Takamura
    • 学会等名
      Solid State Protonic Conductors-17
    • 発表場所
      KIST, Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 45Sc NMR study on proton trapping in Sc-doped BaZrO32014

    • 著者名/発表者名
      Itatu Oikawa, Hitoshi Takamura
    • 学会等名
      Solid State Protonic Conductors-17
    • 発表場所
      KIST, Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Membrane Reactors for Energy Applications and Basic Chemical Production (17章担当)2015

    • 著者名/発表者名
      H. Takamura (17章), 他17名(全21章)
    • 総ページ数
      696
    • 出版者
      Woodhead Publishing
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 固体酸化物形燃料電池の低温作動化

    • URL

      http://ceram.material.tohoku.ac.jp/takamuraken/node/3

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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