|
メタンに対して電気化学的な直接燃焼により高い発電効率をもたらす固体酸化物燃料電池(SOFC)の開発を目指し、メタン酸化活性を高めるために燃料極サーメットにおいて最適な金属粒子と酸化物電解質の組み合わせを検討した。燃料極サーメットの構成金属粒子として3d遷移金属元素同士のNi-Co合金に着目し、酸化物イオン伝導体であるジルコニア系電解質および酸化物イオン-電子混合伝導体であるセリア系電解質とのそれぞれのメタン酸化活性に対する相互作用を検討した。Ni_<1-X>Co_X合金粒子によるメタンのアノード酸化反応促進効果は、混合伝導体であるサマリア添加セリア(SDC)電解質において顕著であり、Ni_<1-X>Co_X合金粒子の分散状態がメタン酸化活性を支配することを見いだした。この効果は、Ni-Co固溶合金系サーメット燃料極と混合伝導体電解質との界面における電子短絡状態がメタン部分酸化反応を促進し、この状態が弱まった時に完全酸化反応に移行することを明らかにした。交流インピーダンス測定、直流分極測定、生成ガス分析、およびサーメット微細組織観察などの結果に基づき、メタン酸化活性を支配する金属粒子と電解質の界面構造モデルを考察した。
|
