研究課題
表面活性が高く、酸素イオン導電体とナノコンポジット化により、LaNiO3は、SOFC用空気極として、高い界面導電率を示すことが知られている。昨年度では、電解質をプロトン導電体であるSrCe0.95Yb0.05O3-a（SCYb）に変えて、その電極活性の評価を行ったが、SCYbへの焼付時に、SCYb中へのNiの顕著な拡散が確認され、LaNiO3中のNiのSCYb電解質中への拡散が、セル性能の低下を招く事が分かった。そこで、液相法で合成したLaNiO3の熱処理条件と、SCYb電解質基板上への焼付条件の最適化を検討した。その結果、800oCで、追加熱処理したLaNiO3を、900oC 1時間で焼付けた場合、500～700oC、20oC加湿空気雰囲気中で、最も高い界面導電率を示した。この際、LaNiO3からのSCYb電解質基板へのNi等の拡散は、波長分散型蛍光X線分析でも確認されず、SCYb電解質の導電率の低下もなかった。このことから、LaNiO3とSCYbとの間は、元素の拡散は最小限に抑えられ、高い界面導電率が得られたと考えられた。この条件での界面導電率は、600oCで3.0 x 10-2 Scm2を示していた。推測されるSCYb電解質基板上のLaNiO3との三相界面長から、LaNiO3-SCYbコンポジット空気極の界面導電率を推測すると、10 Scm2程度まで界面導電率を向上させることが出来ることが、期待できることが分かった。その一方で、理想的なSCYbとLaNiO3のコンポジット電極作成には、焼成温度が同等でありながら、相互拡散を抑制する技術が必要であることが明らかになった。
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ECS Transactions, 103 (1) 1469-1477 (2021)
巻: 103(1) ページ: 1469-1477
