マイクロ固体酸化物結晶燃料電池

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21860088
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: ペルゴレーシ ダニエレ 独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (10543259)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: マイクロ固体酸化物燃料電池 / パルスレーザー沈積 / サマリウム添加酸化セリウム / 薄膜沈積

研究概要

本研究で、セリアを添加した電解質を利用したμ-SOFC(マイクロ固体酸化物燃料電池)を製造するための有益な結果が得られた。
この材料(素子)の製造には、解決すべき実験的かつ技術的な課題が、研究期間の2年間ずっとあったが、すべての実験的問題を明らかにし、製造のすべてのステップにおいて技術的問題やデザインを解決し、そのプロセスを確定した。
2年間に計画し、実行した研究の最後にあたり、得られた結果は次のようである。シリコンウェファーを支持構造母体にして、マルチレーヤー(複層)構造を構築し、その上に"コアー構造"を作った。マルチレーヤーヘテロ構造はパルスレーザー沈積法で作った。最終的にはデバイス化に成功した。そのすべての製造工程は、各々にあう評価方法によって解析できた。次のステップでは、本研究が将来にデバイスのプロトタイプ作成に容易に進展できることを示し、本研究を総括した。

研究成果

• [雑誌論文] Pulsed laser deposition of superlettices based on ceria and zirconia. (2011)
  • 著者名/発表者名: Pergolesi D., Fabbri E., Tebano A., Licoccia S., Balestrino G., Traversa E.
  • 雑誌名: accepted for publication on ECS Transaction, Montreal (Canada)(Solid Oxide fuel Cells (SOFC-XII)) vol.35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionic conductivity in oxide heterostructures : The role of interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: Fabbri E., Pergolesi D., Traversa E.
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 11(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemically stable anode-supported solid oxide fuel cells based on Y-doped barium zirconate thin films having improved performance. (2010)
  • 著者名/発表者名: Pergolesi D., Fabbri E., Traversa E.
  • 雑誌名: Electrochemistry Communications 12(7) ページ: 977-980
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of high performance ceria/bismuth oxide bilayered electrolyte SOFCs for lower temperature operation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ahn J.S., Camaratta M.A., Pergolesi D., Lee K.T., Yoon H., Lee, B.W., Jung D.W., Traversa E., Wachsman E.D.
  • 雑誌名: Journal of the Electrochemical Society 157(3) ページ: B376-B382
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-performance bilayered electrolyte intermediate temperature solid oxide fuel cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ahn J.S., Pergolesi D., Camaratta M.A., Yoon H., Lee B.W., Lee K.T., Jung D.W., Traversa E., Wachsman E.D.
  • 雑誌名: Electrochemistry Communications 11(7) ページ: 1504-1507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and electrochemical properties of epitaxial samarium-doped ceria films on SrTiO3-buffered MgO substrates. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sanna S., Esposito V., Pergolesi D., Orsini A., Tebano A., Licoccia S., Balestrino G., Traversa E.
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 19(11) ページ: 1713-1719
  • 査読あり
• [学会発表] Ordered crystalline growth of different SOFC electrolyte materials by pulsed laser deposition (PLD) (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Pergolesi, E.Fabbri, E.Traversa
  • 学会等名: Workshop on Materials Nanoarchitectonics fur Sustainable Development
  • 発表場所: 静岡箱根町強羅
  • 年月日: 20100324-20100326
• [学会発表] Study of the Influence of the Morphology on the Proton Conductivity of Y-doped Barium Zirconate Thin Films. (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Pergolesi, E.Fabbri, E.Traversa
  • 学会等名: ICAM 2009
  • 発表場所: Badner Halls, Rustatt, Germany
  • 年月日: 20090920-20090925