報告書番号

M10007

タイトル（和文）

金属/酸化物複合膜型電解質を適用した中温形燃料電池(4)－酸化物薄膜の燃料電池電解質への適用性－

タイトル（英文）

Intermediate temperature-type fuel cell using metal/oxide - Applicability of BaCeO3 thin film as a fuel cell electrolyte -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

プロトン導電体としてBaCe0.9Y0.1O3-a(BaCeO3)を適用した中温形燃料電池(IT-SOFC)を実現するため、緻密な薄膜を低い温度で金属Pd基板上に成膜するために有機金属堆積(MOD)法が試みられた。MOD法により成膜されたBaCeO3薄膜の膜厚は、約0.7μmであった。しかしながら、BaCeO3薄膜の相対密度はかなり低く、薄膜とPd層の間にはPdO中間層が存在していた。結晶化したBaCeO3薄膜(約0.5マイクロメータの厚さである)の高密度化が、UV照射を加えたMOD法を導入することにより向上した。また、急速加熱焼成(RTA)によりPdO中間層が除去された。そこで、UV-MOD(RTA)法により成膜されたBaCeO3緻密薄膜を燃料電池の電解質に適用した場合、電池性能は600℃において0.24Wcm-2に達し、BaCeO3バルク電解質の場合と比較して、電池性能は非常に高く向上した。したがって、UV-MOD(RTA)法により成膜されたBaCeO3薄膜の燃料電池電解質としての有用性が明らかとなった。

概要 （英文）

The formation of dense thin films to achieve an intermediate temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFC) that uses BaCe0.9Y0.1O3– (BaCeO3) as the proton conductor was attempted on a dense Pd substrate at low sintering temperature (850 ◦C) by metalorganic deposition (MOD) method. A BaCeO3 thin film (thickness 0.7 m) was prepared by MOD on a Pd substrate. However, there are problems such as the very low relative density of BaCeO3 film and the presence of a PdO interlayer between the film and the Pd substrate. The densification of the crystallized BaCeO3 thin film, which is about 0.5-m thick, was improved by introducing a UV irradiated MOD process. Rapid thermal annealing (RTA) eliminated the PdO interlayer. Then, when the BaCeO3 dense thin films fabricated by UV-MOD (RTA) was applied to the electrolyte of IT-SOFC, the cell performance reached 0.24 Wcm-2 at 600 ◦C, and was improved much higher than that of the BaCeO3 bulk electrolyte. Therefore, the successful application of UV-MOD (RTA) to the formation of BaCeO3 thin films as the fuel cell electrolyte as low sintering temperature was established.

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