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メタンの直接使用が可能な固体酸化物形燃料電池(SOFC)の開発を目的として、メタンの電気化学的酸化反応に高活性を示す燃料極特性を評価した。燃料極サーメットの構成金属粒子として3d遷移金属元素から成るNi-Co合金に着目し、酸化マグネシウム(MgO)と酸化チタン(TiO_2)がイットリア安定化ジルコニア(YSZ)母相と複合体を形成する特徴的組織の多孔質サーメット燃料極を考案した。この燃料極を用いたSOFC単セルを作製し、メタン酸化活性に対するニッケル・コバルト(Ni_<0.5>Co_<0.5>)固溶合金粒子の分散効果を検討した。その結果、燃料極の電気伝導性を妨げない適切なTiO_2-MgO-YSZ組成において、Ni_<0.5>Co_<0.5>固溶合金粒子の均一分散が可能となり、メタンに対する電気化学的酸化活性を高めることを見いだした。この活性化効果はNi_<0.5>Co_<0.5>固溶合金粒子の均一分散状態に基づくことを、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の結果により明らかにした。さらに、酸化物イオン(O^<2->)によるメタンの酸化反応を促進する担持合金粒子と酸化物担体の界面構造モデルを考察した。
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