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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系合金と酸化セリウム系の電解質の組み合わせに着目し、酸化セリウム(CeO_2)と酸化チタン(TiO_2)の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系金属粒子の分散効果を検討した。その結果、Ni-CeO_2-TiO_2を主成分とするサーメット組成において、Ni系金属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示した。この活性化効果は金属粒子の均一分散状態と適切なサーメット組織形成に基づくことを、交流インピーダンス測定、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分散金属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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