BaCeO3電解質を用いた固体酸化物燃料電池燃料極反応機構の解析

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概要

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固体酸化物燃料電池用電解質材料の一つであるBaCeO3はH2+およびO2− の混合イオン伝導性を示すことが知られている．本報告では，電解質中の電荷担体がそれぞれO2− である系（02− 伝導系），H+およびO2−である系（H+/O2−伝導系），H+である系（H+伝導系）において燃料極の複素インピーダンス応答を測定した．測定した結果を等価回路に基づき解析し，それぞれの系において得られた知見の相互比較，検討を行いながら燃料極反応機構について考察を行い，電極反応を支配すると考えられる素過程を明らかにした．混合イオン伝導系における燃料極反応は電荷担体が単一である系と比較して，多くの素過程から成り立つ複雑な反応である．そのためBaCeO3を電解質に用いた際の電極性能向上のためにはそれら複数の過程を同時に促進する必要がある．本研究で得られた結果に基づき高性能燃料極設計指針を提案した．

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