| 研究概要 |
本研究では,固体酸化物燃料電池(SOFC)の耐久性を向上させるために,ケイ素を含むガラスシールに代わる,ケイ素フリーの新しい高温用ガスシール技術を提供することを目的としている。
SOFCの構成部材にケイ素を含む材料を用いると,構成部材から揮発する極微量のSi(OH)_4(g)などが燃料極に輸送され,燃料極でSiO_2(s)を形成し,これによりSOFCの性能が低下することが指摘された。そこで,本研究では,ケイ素フリーの新しい高温用ガスシール技術として,我々が開発したアルミニウムの酸化を利用した液相酸化接合技術をSOFC構成部材の接合に適用し,接合部のガスシール性評価と耐熱性評価を行う。
YSZ焼結体(円盤状)両端にPt電極を付け,YSZ焼結体上面の縁にAlを蒸着した。赤外線イメージ炉を用いた加熱により,YSZ焼結体と耐熱合金パイプ(一端閉管)を液相酸化接合し,ガスシールを行った。さらに,YSZ焼結体両端に付けたPt電極に電圧をかけることにより,耐熱合金パイプ内の酸素を取り除いた。このときにYSZ焼結体を流れる電流の定常値より,酸素ガスシール性を評価した。
本年度の研究により、従来研究代表者が行っていた1200℃よりも低温の1000℃の接合条件においても,酸素ガスシール性に優れたガスシール部の形成に成功した。また、接合部への酸素供給は界面に垂直な方向にではなく,界面に沿ってなされることを実験的に証明した。
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