2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high performance thin film fabrication process for proton conductive oxide by precise reaction control
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15H02311
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
宇田 哲也 京都大学, 工学研究科, 教授 (80312651)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 燃料電池 / セラミックスプロセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アノードサポート型セルの作成過程において、カソードの焼付に伴いカソードから電解質中への遷移金属元素の拡散が確認された。このため、急速かつ局所的な温度上昇を実現可能なレーザー焼成法を用いたカソードの作製を試みた。結果として、レーザー焼成試料は、スプレーのみで焼き付けを行っていない試料、電気炉で焼き付けた試料よりも大きな過電圧を示した。よって、レーザー焼成では、電気化学的な接合が不十分であると言える。状態図はプロセッシングを考える上で肝となる情報であるが、BaO-ZrO2-Y2O3-NiOには、状態図の報告がなかった。 本研究ではこれら第二相の生成抑制を目標とし、1500 度におけるBaO-ZrO2-Y2O3-NiO 擬四元系状態図を作成した。結果、相平衡実験では三種類の四相平衡と二種類の三相平衡を発見した。その結果から1500 度でのBaO-ZrO2-Y2O3-NiO擬四元系状態図を作成し、BZYのYドープ率が12%以下かつBa欠損率が1%以下のとき、BZY-NiO二相平衡が成立し、BZY電解質/BZY-NiOアノード前駆体の共焼結時に第二相の抑制が可能となることを推察した。BZY20とNiOが平衡しえないことから、過去に報告されたBZY20電解質とNiアノードを用いた共焼結プロセスによるアノード支持型セルの性能報告について、BZY20本来の性能を発揮できていない可能性がわかった。また、BaO-ZrO2-Y2O3 擬三元系状態図に関しても実験を進め新しい知見を得た。さらにメタルサポートセルの構築に向けスパッタ法による薄膜電解質の形成を試みた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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