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可逆作動型燃料電池ではエネルギー貯蔵方式として期待されているが、燃料極は、酸化雰囲気と還元雰囲気に晒されるので、容易に凝縮して失活する。そこで、本研究では酸化時には格子中に溶解し、還元時には金属が析出し、失活を抑制できる新しいインテリジェント電極材料の開発を目的とした。Pdを添加したLa0.7Sr0.3Fe0.9Mn0.1O3(LSFM)相を燃料極とするセルで、酸化、還元によりPdが析出と固溶を繰り返すことで、Pdの高分散状態を維持できることを見出したので、本年度は、他の系へのPdの固溶と再析出の可能性を検討した。代表的なLaCoO3やLa2NiO4などでPdの可逆的な溶解再析出を検討したが、LaFeO3系酸化物と同様にある程度、Pdの格子への固溶と析出を繰り返せることが分かったが、可逆性は高くなかく、とくに水蒸気電解への活性が十分ではなかった。そこで、本研究で目的とした可逆電極としてはLSFMが良好な性能を示すことが分かった。
一方、酸素分圧の高い、水蒸気雰囲気下での電解特性を検討した。その結果、従来の電極材料であるNi系サーメットでは電解時間とともに、電圧が急速に増加し、電解を継続して行うことはできなかったが、Pdを添加したLＳＦＭでは長期にわたり電解を行うことが可能であった。電極の性能もNi系電極には及ばないながら、十分高く、800℃で1.6Vにおける電解電流は1A/cm2程度と高いことが分かった。繰り返しによるPdの酸化、還元状態をXPSにより詳細に検討し、金属の状態と２価の状態を繰り返し取ることがわかり、酸化と還元を繰り返していることを明確に示すことができた。
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