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本年度は以下の研究成果を得た。
(1)PLD薄膜作製装置の製作
まずガラス製の真空チャンバーを製作し、実際にレーザーを酸化物ターゲットに照射して薄膜を作製した。ターゲットにはまず、薄膜の製作条件がはっきりしているYBa2Cu3Ozの酸化物超伝導体を用い、ガラスチャンバーでYBa2Cu3Ozの薄膜がSrTiO3単結晶基板上にきちんと積層するか確認した。次に実際のSOFCの空気極材料となるGd0.5Sr0.5CoO3の薄膜をZrO2基板上に積層した。上記の実験によりチャンバーの問題点を洗い出し、設計の改良を行なった。これらを踏まえ、ステンレスチャンバーの製作を行なった。
(2)SOFC評価装置の製作
PLD法で作製したSOFC材料の特性評価のため、SOFCの単セル(サイズ10mm×10mm×0.5mm)を用いたI-V特性の測定装置を自作した。具体的には開放型のカンタル線電気炉と、水素と酸素の流量を制御するマスフロコントローラーならびに現有設備のデジタルボルトメーターとデータ解析用ノートパソコンを組みあわせ、これらの装置を自作した。
(3)GdO.5SrO.5CoO3の合成
SOFCの空気極材料であるGd0.5Sr0.5CoO3(GSCO)の単相試料を固相反応法で合成した。具体的には、定比組成に混合したGd2O3、SrCO3、CoOの酸化物粉末を自作した電気炉中で空気中1200℃で燒結した。この合成した燒結体試料をPLD法の薄膜作製のためのターゲット材料とした。
(4)SOFCの特性評価体制の整備
長岡技術大学、大阪府立大学と連携し、SOFCの交流インピーダンス、分極特性、SIMSを用いた酸素拡散の分析を行なうことのできる共同研究体制を整備した。
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