1研究成果／脱炭素

R-2

2023

酸素極側界面微細構造に及ぼすLSCFへの異種元素添加の影響

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／電解質界面で形成される高抵抗相が影響

・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

・SrZrO₃形成抑制のためにTiを添加すると初期特性が低下

解決手段

・Ti添加LSCFの組成検討とTi以外の4価の異種元素添加LSCFの検討

・異種元素を添加したLSCFを用いた単セルの酸素極側界面微細構造を評価

成果・優位性

・異種元素添加酸素極材料（La_0.6Sr_0.4Co_xFe_1-x-yM_yO_3-δ)を噴霧熱分解法で合成（M：Ti, Zr, Ce）

・Ce添加（x＝0.2、y＝0.01）およびTi添加（x＝0.1、y＝0.03）材は従来材料と比較して界面での高抵抗相形成が少なく、耐久性向上が示唆

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」（2018～2022年度）で実施されたものである。