薄膜固体電解質燃料電池の開発

薄膜固体电解质燃料电池的开发

基本信息

批准号：
02203216
负责人：
山崎陽太郎
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.研究目的本研究はニッケル箔基板上に直接真空蒸着法によりジルコニア薄膜を作製し長寿命で温度サイクルにも強く,かつ発電特性の優れたプレ-ナ-型固体電解質燃料電池(極薄型セル)の開発を最終目的としている.2.研究成果と概要1<極薄型セルの作製とその発電特性>___ー新しく開発したニッケル箔複合型基板上に直接蒸着法によりジルコニア薄膜およびLaMnO_3薄膜電極を形成し極薄型セルを作製した.このセルの発電実験には燃料に水素,酸化剤には空気を使用した.セルは約350℃から発電を開始しOCVは発電温度が700℃において0.75Vで安定した.この時の電流密度は125mA/cm^2が得られ,最大出力は17mW/cm^2であった.セルの熱サイクルに対する安定度を測定した.実験はセルを100℃/hで昇温し700℃おいて10時間発電実験を行い,その後自然放冷し,これを1サイクルとした.3サイクルまではOCVおよび各負荷に対する電圧にほとんど変化は認められなつかたが,4サイクル以上で若干の出力低下が認められた.2<極薄型セルのスタックに関する検討>___ー極薄型セルをスタックし実用電池にするためには,インタ-コネクタの開発が重要である.この材料は高温の下で酸化還元雰囲気に耐え,良好な電気電導性を保つ必要がある.本年はインタ-コネクタ材料に関する基礎的デ-タを得るための実験を行った.その結果,次のような構造のインタ-コネクタを提案した.金属ニッケル表面にLaCrO_3膜を真空蒸着した構造とした.LaCuO_3膜は,酸化ガスが直接金属ニッケル表面に接触し,酸化皮膜を作ることを防ぐ.さらに燃料ガスの一部は,金属ニッケル中を透過するため,LaCrO_3膜とニッケル界面に酸化物層が生成するのを制御する効果が期待できる.

1.研究目的本研究旨在通过在镍箔基板上直接真空沉积的方式制备氧化锆薄膜，以开发具有长寿命、耐温度循环、并具有优异的发电特性。).2.研究成果及概述1<超薄电池的制作及其发电特性>___- 【摘要】：采用直接蒸发法在新开发的镍箔复合基板上形成氧化锆薄膜和LaMnO_3薄膜电极,制作了超薄电池。该电池的发电实验以氢气为燃料,使用氢气。作为氧化剂。使用空气。电池在350℃左右开始发电，发电温度700℃时OCV稳定在0.75V。此时电流密度为125mA/cm^2，最大输出为17mW/ cm^2。测量电池对热循环的稳定性。实验中，电池以100℃/h的速率加热，保持在700℃，进行10小时的发电实验。最多3个循环，每个负载的OCV和电压几乎没有观察到变化，但4个循环后观察到输出略有下降。2<超薄电池堆的研究>___-为了将超薄电池堆叠成实用的电池，开发互连器非常重要。这种材料必须能够承受高温下的氧化还原气氛并保持良好的导电性，为此他们提出了实验以获得互连器材料的基本数据。具有以下结构的互连器。 LaCrO_3薄膜是真空沉积在金属镍表面上的。LaCuO_3薄膜防止氧化气体与金属镍表面直接接触并形成氧化膜。此外，部分燃料气体穿过金属镍。由于其是透明的，因此可以期待具有控制LaCrO_3膜与镍的界面处氧化层的形成的效果。