2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of performance enhancement mechanism of LSCF-GDC composite cathode
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15H03926
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鹿園 直毅 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30345087)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷口 淳 東京理科大学, 基礎工学部電子応用工学科, 教授 (40318225)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 燃料電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，混合導電体であるLSCFにイオン導電体のGDCを混合した際の，有効イオン導電率が向上する効果と，GDC-LSCF-空隙間の三相界面反応による寄与を定量的に区別して評価することで，その性能向上メカニズムを明らかにすることを目的として実施したものである．LSCF-GDC粉末の体積混合比を変化させたSOFC空気極を実際に作製し，その過電圧特性，および収束イオンビーム操作型顕微鏡（FIB-SEM）による3次元構造解析を行い，三相界面長，屈曲度ファクター，比表面積，粒径分布等の電極性能を特徴付ける構造パラメータを取得した．さらに，表面反応，三相界面反応，有効イオン伝導パスを考慮した格子ボルツマン法による分極シミュレーションを実施し，LSCF-GDCコンポジット電極の分極特性を予測した．その結果，LSCF-GDCコンポジット電極では，三相界面反応の局所活性を考慮しないと，実験結果を再現できないことを示した．また，LSCF-GDCの混合割合だけでなく，電解質表面に微細凹凸を設けることで，有効イオン導電率を系統的に変化させた電極を作製するために，大面積の電解質表面に10ミクロンオーダーの微細凹凸を作製する名のインプリントリソグラフィー技術を開発した．光硬化樹脂とGDC粉末を混合し，電解質上に転写した後，高温で焼成することで，世界に先駆けて10ミクロンオーダーの凹凸を実現することに成功した．
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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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Research Products
(8 results)
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[Presentation] Polarization characteristics of LSCF-GDC Composite Cathode with Different Volume Fractions2017
Author(s)
Kim, Y., Ohi, A., He, A., Jiao, Z., Shimura, T., Klotz, D., Hara, S. and Shikazono, N.
Organizer
SOFC XIV
Int'l Joint Research
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