JP2020202195A - 固体酸化物形燃料電池のアノード材料及びこのアノード材料を使用した固体酸化物形燃料電池 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、前記観測は空間分解能が1nmの走査型電子顕微鏡を使用して行ってよい。
また、固体酸化物形燃料電池のアノード材料は多孔質構造を有してよい。
また、前記ジルコニアはイットリア安定化ジルコニアであってよい。
本発明の他の側面によれば、上記何れかの固体酸化物形燃料電池のアノード材料を使用した固体酸化物形燃料電池が与えられる。
PtOx+Y2O3安定化ZrO2+NiO →
Ptカチオン−欠陥酸化物−Niカチオンクラスタ形成
という反応が進行し、結果として還元処理の終了時点では図1(b)右側に示すように、酸化物電解質及び金属Niの上に上記クラスタ(中が空白の星印☆で示す)が高密度かつ一様に形成された状態となる。このクラスタはわずかの個数の原子で構成されるので、そのサイズは高々数Åである。従って、これらのクラスタは1nm程度の空間分解能で観察しても全く検出できない。例えば、安定化ジルコニアのなかに白金カチオンと欠陥ジルコニアとNiカチオンのクラスタが存在するモデルを仮定した場合、白金カチオンはPt2+となっていて、その周囲に配位した酸素は8個(ほたる石構造を仮定)とすると、白金カチオン(Pt2+)のイオン半径は、0.7Å(0.07nm)程度になると考えられるので、1nm程度の空間分解能では当然見えるはずがない。
以下で説明する実施例においては、固体酸化物形燃料電池用固体電解質ペレットの二つの面に従来のカソード材料及び本発明の実施例のアノード材料を形成した比較例及び実施例を作製し、これらを使用した固体酸化物形燃料電池単セルの特性を評価した。
さらに、電流密度が150mAcm−2では、セル電圧が0.96V程度観察されるので、
その際の発電効率=(0.96/1.48)×100=64.8%と見積ることができる。
IRフリー=V+Vo
として求まる。
本発明のアノード材料中でPtがいかなる形態で存在するかについて、更に測定及び解析を行った。ここで測定・解析の対象としたアノード材料の試料は、上で作製した本発明の実施例のアノード材料と同じ材料及び製造方法を使用して作製したものである。
Claims (5)
- ジルコニアまたはセリア、ニッケル及び白金を含み、
前記ジルコニアまたはセリアの粒子と前記ニッケルの粒子との間には1nmの空間分解能では観測されない態様で白金が存在する、
固体酸化物形燃料電池のアノード材料。 - 前記観測は空間分解能が1nmの走査型電子顕微鏡を使用して行う、請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池のアノード材料。
- 多孔質構造を有する、請求項1または2に記載の固体酸化物形燃料電池のアノード材料。
- 前記ジルコニアはイットリア安定化ジルコニアである、請求項1〜3の何れかに記載の固体酸化物形燃料電池のアノード材料。
- 請求項1から4の何れかに記載の固体酸化物形燃料電池のアノード材料を使用した固体酸化物形燃料電池。
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