固体酸化物燃料電池(SOFC)

固体酸化物燃料電池(SOFC)

固体酸化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell)は環境負荷が低く、エネルギー効率の高い発電デバイスとして注目を集めています。SOFCは高温作動(1000℃付近)でその排熱を利用することによりエネルギー効率を高めていますが、本研究室ではSOFCを中温作動(600℃付近)させることで、車載用などの小型電源用途を目指した研究を行っています。

本研究室での研究

本研究室では中温作動ができ、さらに外部の衝撃に対する耐久性を向上するための研究を行っております。そのため、現在SOFC用電解質として用いられている電解質材料LSGMにNdを部分置換し、中温付近での性能を保ちつつ、材料の壊れにくさである破壊靭性値を向上させる取り組みを行っております。破壊靭性値の算出は、微小圧子圧入法により、圧子を入れた際のクラックの入り方を目的温度域毎に測定して算出を行います。図１にその様子を示します。
また、破壊靭性値の測定結果を図2に、電気伝導度の結果を図3に示します。図2より、破壊靭性値はNd置換により向上していることが示唆されました。しかし、図3の結果から、電気伝導度がNd置換により低下することも示されました。今後は電気伝導度の低下を抑制しつつ、材料の反応性の抑制と破壊靭性値を鼎立させることのできる組成を検討します。