2015 Fiscal Year Annual Research Report
水素環境誘起ナノ欠陥の材料強度学的評価の体系化と燃料電池の信頼性向上に関する研究
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24686017
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 一永 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50422077)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 固体酸化物燃料電池 / 機械・電気・化学連成効果 / ナノ欠陥 / 高信頼性 / 高性能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、主に以下の３つの項目で当初の計画以上の極めて大きな成果を挙げることができた。まず、１つ目として、酸素不定比性ならびにナノ欠陥密度の酸素濃度依存性の定式化に関して実験および分子計算に基づいた欠陥濃度解析モデルの構築に世界に先駆けて成功した。本成果に関しては、Solid State Ionics, Journal of the Electrochemical Society、Journal of Materials Chemistry A等の電気化学・材料科学分野の一流紙に掲載された。また、Journal of Materials Chemistry Aについては2015年のHot Articleに選ばれた。
２点目は、ナノ欠陥強度特性のキャラクタリゼーションに関してはスモールパンチ試験を中心に実験的手法と計算科学手法で明らかにした。本研究成果は、JIS規格（固体酸化物燃料電池セル用セラミックス材料の特性試験方法）の策定に大きく貢献することとなり、Journal of Chemical Physicsやセラミックス等の学術誌で招待論文として掲載された。また、American Ceramics Society、材料学会等で招待講演を行った。
３点目として、発電条件下における機械的・電気的因子の相互作用効果を考慮した数値解析コード開発にも世界に先駆けて成功した。その場観察手法と組み合わせることにより、実験室レベルにとどまらず実機の電池にも応用可能であることが示され、企業への応用展開にも繋げることができた。本成果は、Solid State Ionic誌への掲載や人工知能学会誌への招待論文として掲載された。加えて、人工知能学会および非破壊検査協会では招待・基調講演を行い、当該分野に大きく貢献できる成果を数多く出すことができた。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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