2012年研究カタログ
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■ 研究担当:西美奈/下之薗太郎/岸本治夫/山地克彦/Manuel E. Brito/堀田照久(GL) ■ エネルギー技術研究部門 燃料電池材料グループ■ 連携担当:宗像鉄雄 固体酸化物形燃料電池の耐久性向上、劣化機構解明のための基盤研究開発研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●SOFCの本格普及に必須な高耐久性を実現するための基盤技術 ●SOFC材料及び界面で起こる劣化メカニズムの解明 ●SOFC実機解体分析および模擬試験に基づいた正確な劣化要因の把握 固体酸化物形燃料電池(SOFC)は、家庭用小型システム機を中心に商用化・本格普及への技術開発が進展しています。本格普及への重要な課題の一つとして、発電セル、スタックの耐久性・信頼性向上が挙げられます。SOFCの長期耐久性・信頼性を向上させるために、劣化要因を把握して劣化機構の解明をおこなうとともに、寿命予測のための基礎研究を推進しています。また、短時間で長期寿命を予測する、加速劣化試験法なども検討しています。 SOFCを長期間作動させると、性能が低下する現象が観測されています。いくつかある劣化要因のうち、産総研では部材間における化学反応に注目して研究に取り組んでいます。部材間での元素拡散と微構造変化、イオン化活性サイトの可視化、燃料と構成材料との反応、電解質の劣化因子(図1)、加速劣化試験法の提案などを検討しています。さらに、産総研が行っているSOFCの耐久性・信頼性の向上に関する研究情報は商用化に必須の基盤技術であり、その情報はスタックメーカーにフィードバックされ、寿命予測、耐久性向上の技術開発に貢献しています。● 微量不純物検出(数ppm~数1000ppm濃度レベル)が可能な2次イオン質量分析計(SIMS)をはじめとする機器でSOFC劣化挙動を観察・解析● 固体酸化物形燃料電池をはじめとする電気化学デバイスなどの材料耐久性・信頼性に関する技術支援謝辞: 本研究の一部は、NEDO技術開発機構「SOFCシステム要素技術開発/基礎的・共通的課題のための研究開発」の成果です。図1左: 電解質における電気伝導の劣化過程。右:顕微ラマン分光法による電解質における相変態の可視化。(電導度の低下が電解質での正方晶生成領域の広がりと関連していることを解明した)����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������● 研究拠点つくば中央37環境・エネルギー分野第5会場E-22E-22

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