4研究成果／次世代エネルギーデバイス

R-16

2022

LaCoO₃系材料を用いた電極／中間層／電解質界面の微細構造制御

アピールポイント

酸素極側界面での高抵抗SrZrO₃相形成を抑制
【技術シーズ：電極／電解質界面微細構造制御技術】

課題

・SOECやSOFCの特性には電極・電解質の材料特性のみならず、電極／電解質界面で形成される高抵抗相も大きく影響

・酸素極側界面に反応防止層（中間層）を導入しても高抵抗なSrZrO₃が形成

解決手段

・予備検討により明らかとなったSrとの親和性がZrよりも高いTiに注目

・噴霧熱分解法で酸素極材料（La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ ）のBサイトの一部をTiに置換し、最適組成を検討

成果・優位性

・従来材料と比較して界面におけるSrZrO₃形成を効果的に抑制

・長期作動を模擬した高温焼成セルでもSrZrO₃形成抑制効果を確認

・初期特性と長期耐久性の観点からTi置換量は、x=0.15が最適

期待される市場・応用

・SOEC・SOFCの高性能化・高耐久化

・センサーや触媒などの電気化学デバイスの界面制御

謝　辞：本研究は、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）からの委託業務「水素利用等先導研究開発事業／水電解技術高度化のための基盤技術研究開発／高温水蒸気電解技術の研究開発」（2018年度～）で実施されたものである。