研究課題
平成24年度までに、計画どおり、酸化物固体電解質膜の作製を行い、その電極界面内に埋もれた界面構造の特徴を、TEM-EELSを用いて解析した結果、従来、知られていなかった、超構造の形成が確認され、さらに格子計算プログラム(GULP)を用いた会合酸素欠陥構造シミュレーションにより、超構造の特徴を明らかにした。こうした電極/酸化物電解質間での元素の拡散により、低下する化学機能を電極/酸化物の界面の欠陥構造を最適化することで、改善する試みをした結果、Pt-CeOxナノ粒子ヘテロ界面では、電極活物質/酸化物電解質間における拡散を経て、Pt”Ce-Vo‥-Ce’Ceクラスターが会合しC型希土類類似酸素欠陥構造を有するヘテロ界面が形成されること。このPt-CeOxﾍﾃﾛ界面内では、電位印加条件下では、電荷移動が容易におこり、CeOx中のCe3+及びCe4+間の電気化学的レドックス反応が活発化すること。それらの複合効果により、ｶｿｰﾄﾞ環境では、CeOxが電極活物質表面の身代わりに酸化されることで、電極活物質表面の本来の電極性能を引き出すことができることを、その場XAFS観察などにより明らかにした。平成24年度は、こうした成果を、米国化学会などをはじめとする国際誌に12報、国内誌１報、口頭発表10件（3件の招待講演を含む）、特許出願4件及びプレス発表１回を通して発表し、成果の普及に努めた。また、この成果をもとに、W-CeOx電極界面及びPt-CeOxﾅﾉﾜｲﾔ界面においても、Pt-CeOxナノ粒子界面とは異なる欠陥構造が形成されるが、Pt-CeOxナノ粒子界面と同様な電極性能の改善効果が見出された。最後に、このPt-CeOxナノ粒子ヘテロ界面を、中温域(100℃以上200℃以下)無加湿燃料電池用電極として利用したところ、ｶｿｰﾄﾞﾛｽが低減され、燃料電池出力特性の改善が確認された。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件) 産業財産権 (4件)
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