電力中央研究所

報告書「電力中央研究所報告」は当研究所の研究成果を取りまとめた刊行物として、昭和28年より発行されております。 一部の報告書はPDF形式で全文をダウンロードすることができます。

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電力中央研究所 報告書(電力中央研究所報告)

報告書データベース 詳細情報


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.

報告書年度

1997

発行年月

1998/04

報告者

担当氏名所属

伊藤 響

横須賀研究所エネルギー化学部

日恵井 佳子

横須賀研究所エネルギー化学部

山本 融

横須賀研究所エネルギー化学部

森 昌史

横須賀研究所エネルギー化学部

キーワード

和文英文
固体電解質燃料電池 SOLID OXIDE FUEL CELL
YSZ支持型燃料極 YSZ SUPPORTED ANODE
Ni-YSZサーメット NI-YSZ CERMET
交流インピーダンス AC IMPEDANCE TECHNIQUE
ミクロ構造 MICROSTRUCTURE
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