ハイブリッドプラズマ溶射法による高性能SOFCの要素開発と集積化

采用混合等离子喷涂方法的高性能SOFC的元件开发和集成

基本信息

批准号：
07505020
负责人：
吉田豊信
金额：
$ 12.74万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、昨年までの結果に基づき、セル面積の拡大、SOFCの各要素の高性能化、および実プロセス化への対応を考慮した実験を行った。これまで、ハイブリッドプラズマによるSOFCの堆積実験を、チャンバー内を例えば350Torrに減圧した状態で行ってきたが、実際の工業化プロセスを考えた場合、大気圧化で堆積を行うほうが、気圧制御やダスト対策等の面ではるかに有利である。しかし大気圧溶射では、粒子速度が遅くなる等の影響もある。そこで、本年度の実験では、チャンバー内を大気圧とした状態で、YSZ電解質膜および、Ni-YSZサ-メット膜の堆積実験を試みた。作成したYSZ電解質膜について、断面SEM観察、断面画像解析による気孔率測定、セルの開放端電圧測定等による評価を行ったところ、これまでの減圧溶射で作成したものとほぼ同様の性能を得ることができた。SOFCのアノード電極となるNi-YSZサ-メット膜についても、NiOおよびYSZの粉末を大気圧下でhBN基板に堆積させ、ト-チ基板間距離とNiO、YSZ各々の堆積速度について調べた。その結果、各粉末の供給速度を一定とした場合、YSZの堆積速度は、ト-チ基板間距離が近いほど大きいが、NiOの堆積速度は距離にあまり依存しないことが明らかとなった。これらの結果より、Ni-YSZサ-メット膜の組成を傾斜させながら作成するための基礎的条件が明らかとなった。また作成したNi-YSZサ-メット膜について、断面SEM観察を行ったところ、YSZ、Ni、および気孔の良好な3相界面が観察された。セルの大面積化については、堆積基板回転軸を水平方向に移動させる方法の採用で、約30cm^2に同時に堆積させることが可能となった。また、アノード電極の性能についてのコンピュータシミュレーションを行い、空孔の堆積率が20%以上あれば十分な通気性が得られるという結果を得た。

在这个财政年度，我们考虑了细胞区域的扩展，每个元素的高性能以及对实际处理的响应，进行了实验。到目前为止，例如，在腔室中进行了杂化等离子体的SOFC积累实验，例如，压力降低了，例如350吨，但考虑到实际的工业化过程，最好通过大气压进行镇静在这些方面更有利。但是，在气压熔化时，颗粒速度很慢。因此，在今年的实验中，我们尝试了YSZ电解膜和Ni-ysz SA-MET膜的沉积实验，并在腔室内具有大气压力。当通过横截面SEM观察评估，横截面图像分析，通过横截面图像分析，细胞开放式电压测量等等测量的多孔速率测量等等。我能够做到。关于SOFC的阳极电极的Ni-YSZ-MET膜，通过大气下将NIO和YSZ粉末沉积到HBN底物中，并检查每个Nio和YSZ粉末的沉积速度，然后检查每个Nio和Nio和YSZ的沉积速度。结果，当每个粉末的供应速度恒定时，很明显，YSZ的沉积速度较大，因为to base板之间的距离更接近，但是沉积物的积累速度并不取决于距离。从这些结果中，揭示了在倾斜Ni-ysz Sa Met膜组成的同时创建的基本条件。当观察到创建的Ni-ysz SA-MET膜的横截面SEM时，观察到YSZ，Ni的三相表面，并观察到孔。关于细胞的较大面积，采用了沿水平方向移动沉积的底物旋转轴的方法，并且可以同时积累约30 cm^2的方法。此外，对阳极电极的性能进行了计算机模拟，结果是，如果孔的沉积比为20％或更多，则可以获得足够的透气性。