報告書番号

W97019

タイトル（和文）

ＳＯＦＣ燃料極の高性能化に関する研究－交流インピーダンス法による燃料極特性の解析－

タイトル（英文）

R&D ON HIGH-PERFORMANCE ANODE FOR SOLID OXIDE FUEL CELLS -AC IMPEDANCE CHARACTERISTICS OF SOFC ANODE REACTION-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

ＳＯＦＣの電極反応を解析する手法として，カレント・インターラプション（電流■断）法，交流インピーダンス（Ａ．Ｃ．Ｉ．）法が一般的に用いられている。Ａ．Ｃ．Ｉ．法は，得られる情報量が多く詳細な解析に適しているが，一般的には無通電状態下での測定結果と直流分極法を組み合わせて解析する方法（零分極Ａ．Ｃ．Ｉ．法）が用いられる。本研究では，発電時のＳＯＦＣにＡ．Ｃ．Ｉ．法を適用（分極Ａ．Ｃ．Ｉ．法）して，電流■断法，零分極Ａ．Ｃ．Ｉ．法と比較するとともに，当所が開発したＹＳＺ支持型燃料極の電極反応機構の解析を試みた結果，次のことが明らかになった。１．分極電位の変化に対して，一般的に変化しないとされるＩＲ成分の増加現象が観察された。この現象は，三相界面の電極への広がりであり，零分極法では検出できない。２．電流■断法では得られない情報として，電極反応には三つの素過程が存在し，三相界面を介する過程が律速になることが判った。

概要 （英文）

OUR PREVIOUS CERMET ANODES FORSOLID OXIDE FUEL CELLS CONSISTED OF HOMOGENEOUSLY SIZED, NICKEL (NI) AND YTTRIA STABILIZED ZIRCONIA (YSZ) PARTICLES, AND SHOWED A SIGNIFICANT DROP IN ELECTRODE PERFORMANCE. A NEW MATERIAL WITH A NOVEL MICROSTRUCTURE WAS DEVELOPED TO SOLVE SOME PROBLEMS WITH THE PREVIOUS ANODES. THE NEW MATERIAL HAS A YSZ FRAME MADE OF COARSE AND FINE YSZ POWDER TO SUSTAIN THE NETWORKOF NI AND PORES. IT IS CALLED A YSZ SUPPORTED ANODE. THIS REPORT INVESTIGATED THE NEW ANODE MATERIAL MICROSTRUCTURE AND RELATION TO ELECTROCHEMICAL PROPERTIES. THE FOCUS WAS ON THE EFFECT OF THE FINE YSZ CONTENT, WHICH WAS STUDIED AC IMPEDANCE SPECTROSCOPY AND DC POLARIZATION TECHNIQUES UNDER NON-ZERO DC DENSITIES. IT WAS FOUND THAT THE BETTER ELECTRODE WITH FINE YSZ NETWORK SHOWED SMALLER OVERPOTENTIALS BUT AN INCREASED CONTRIBUTION BY POLARIZATION RESISTANCE TO THE ELECTRODE REACTION IMPEDANCE WITH INCREASED CURRENT DENSITY.

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