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ジルコニア燃料電池用電極材料の材料設計

研究課題

研究課題/領域番号 63550517
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 金属材料
研究機関東北大学

研究代表者

越後谷 淳一  東北大学, 工学部, 助教授 (00005539)

研究期間 (年度) 1988 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1989年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1988年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードジルコニア / 燃料電池 / La系ペロブスカイト / 接合 / 電極材料 / 電気伝導性酸化物
研究概要

ジルコニア燃料電池用の電極材料としての電気伝導性酸化物の応用のための材料設計を行う目的でLa系プロブスカイトの性質とそのジルコニアとの接合を行った。電気伝導性が高いとされるLaCoO3とLa(Co1-xNix)O3とについて調べた結果,反応相が生成しその幅がジルコニアとLa化合物との熱膨張係数の差によって決定されていることが明かとなった。すなわち熱膨張係数差が小さいほど反応相の幅が小さい。そこで今回はLa化合物でも熱膨張係数がジルコニアにほぼ等しいと言われているLaMnO3についても調べることとした。しかしLaMnO3は室温付近ではジルコニアのそれに近いものの970K付近ではジルコニアの2倍になることがわかった。そのため熱膨張係数を室温から1200Kまでジルコニアに等しいLa化合物を設計するためLa(Mn1-xNix)O3を選んでその性質を調べた。その結果次のことがわかった。
(1) この系は規則構造をもつ面心立方晶でa=7.798Aであることがわかった。
(2) x=0.2で熱膨張係数は室温から1100Kまでジルコニアとほとんど等しい値を得ることができた。
(3) この組成の1173Kでの比抵抗は0.02cmと低い値を示した。
(4) x=0.2についてジルコニアと1573K,48h,2MPaの荷重下接合を行ったところ界面にクラックやポアのない良好な接合対が得られた。
(5) 接合界面をTEMで観察した結果conventional TEMのオ-ダ-では反応相は認められなかった。
以上のことはLa(Mn1-xNix)O3のx=0.2の化合物がジルコニア燃料電池電極として最適であると結論できる。

報告書

(3件)
  • 1989 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] 越後谷淳一: "Solid-State Reaction of La(Co_1-xNiz)O_3 with 10mol%Y_2O_3-ZrO_2" Materials,Trans.JIM. 30. 788-799 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 越後谷淳一: "Structure and low temperature phase of LaCoO_3" Physia Status Solidi(a). 118. (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 越後谷淳一: "Preparation of La_2NoO_4 films by dc sputtering and their reaction with cubic ZrO_2" Solid State Ionics.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun-ichi Echigoya, S. Hiratsuka and H. Suto: "Solid-State Reaction of La(Co_<1-x> Ni_x)O_3 with 10mol% Y_2O_3-ZrO_2" Materials, Trans. JIM, 30(1989)788-799.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun-ichi Echigoya, S. Hiratsuka and H. Suto: "Structure and low temperature phase of LaCoO_3" physica status solidi 118(1990).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun-ichi Echigoya, T. Ohfuji and H. Suto: "Preparation of La_2NiO_4 Films by dc sputtering and their reaction with cubic ZrO_2" Solid State Ionics.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 越後谷淳一: "Solid State Reaction of La(Co_<1-x>Nix)O_3 with 10ml% Y_2O_3-ZrO_2" Materals,Trans.JIM. 30. 788-799 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 越後谷淳一: "Structure and Low Temperature Phase of LaCoO_3" phys.stat.sol.(a). 118. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 越後谷淳一: "Preparation of La_2NiO_4 Films by dc Sputtering and their Reaction with Culric ZrO_2" Solid State Ionics.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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