産総研が600℃低温化動作のジルコニア固体電解質タイプの燃料電池を開発
本日（2009-08-14）、産業技術総合研究所（産総研）は、ジルコニア系電解質を用いた固体酸化物形燃料電池（SOFC）の600℃での低温化動作に成功したとの発表。
産総研の機能モジュール化研究グループ【研究グループ長 藤代 芳伸】鈴木 俊男 研究員らは、ジルコニア系電解質を用いた固体酸化物形燃料電池（SOFC）の作動温度の低温化に成功し、600℃で発電密度1.1W/cm2を達成したというもの。
2009年8月14日に米国科学誌“Science”に掲載されることからのリリース。
産総研では、これまでにも、高い発電性能が見込めるが、作製が困難とされていたセリア（CeO2）系材料を用いて、高性能チューブ型マイクロSOFCと、その集積化技術の開発に成功したことを今年の2月に発表しています。
産総研では、ファインセラミックス技術研究組合の協力を得て、先に開発したセリア系材料による高性能チューブ型マイクロSOFCの製造技術を発展させ、さらなる電解質の薄膜化（これまでの20µm程度の膜厚から3µmまで低減）と高度な電極構造（気孔率や触媒構造）の制御を可能とする新たな製造プロセス技術を開発したもの。
電解質材料としては、ジルコニア系セラミックス（YSZ:イットリア安定化ジルコニア）を用いて、燃料側電極材料（－極側）にニッケル－ジルコニア系セラミックスを、空気側電極材料（+極側）には、ランタン－コバルト－セリア系セラミックス（ペロブスカイト構造と思われる）を用い、1.8mm径のチューブ型マイクロSOFCを作製したもの。
燃料極の多孔質チューブを成形し、その表面上に3µmのYSZ固体電解質膜、さらにペロブスカイト構造の空気（酸素）側電極を順に成膜した構造。
燃料極の多孔質チューブの多孔性制御が一番のキーの技術と考えられる。
今回の研究では、このマイクロSOFCの燃料極の気孔率を変化させて、水素流通下において発電性能を比較したところ、このマイクロSOFCの電極抵抗は、燃料極の気孔率に大きく影響を受けることが判明し、気孔率54%で電極抵抗を1/30にまで低減することができたというもの。
この燃料極気孔率54%のマイクロSOFCに550-600℃の作動温度で発電試験を行ったところ、最大0.5～1.1W/cm2の電力が得られたとのこと。
また、マイクロSOFCの発電性能が燃料流量条件によって大きく変化することも確認したというもの。
従来の類似構成のSOFCの作動温度は、700-1000℃とされていたので、今回の開発で家庭用分散電源、移動電子機器用電源、自動車補助電源等への適用の可能性が開けてきた。
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