9/29 SOFC/SOECの基礎と劣化機構・高耐久化技術セル・電極材料の信頼性向上に向けた設計指針

SOFC/SOECの基礎と劣化機構・高耐久化技術セル・電極材料の信頼性向上に向けた設計指針

～電極材料・インターコネクト材料の劣化要因解析と高耐久化技術～
～Cr蒸発・硫黄被毒・界面劣化への対策と長寿命化設計～

講師

九州大学　サステナブル水素研究所　博士（工学）　教授　谷口 俊輔​　氏

専門 : 固体酸化物形燃料電池
経歴：1990年4月～2006年3月　三洋電機で固体酸化物形燃料電池（SOFC）、固体高分子形燃料電池（PEFC）の研究開発に従事
　　　2007年4月～2010年4月　サムスンSDIでSOFCの調査、研究企画に従事
　　　2010年5月～現在　九州大学でSOFC/ECの研究開発に従事

セミナー趣旨

SOFC/SOECは高効率発電、水素製造・CO2分解が可能なことから、今後求められる化石燃料の高効率利用、再エネ利用の拡大、炭素循環のための中核技術であると言えます。本セミナーでは、SOFC/SOECの基礎から開発動向や技術課題、特に、電極材料、金属インターコネクト材料など構成材料の劣化機構、耐久性・信頼性向上に向けた設計指針について解説します。

セミナー講演内容

１．背景
　1.1 将来社会におけるエネルギー変換とSOFCへの期待
　1.2　SOFC/ECの開発動向と普及に向けた課題

２．SOFC/ECの基本知識
　2.1　SOFC/ECの作動原理とエネルギー変換効率が高い理由
　2.2　様々なセル構造とスタック構造とこれまでの開発経緯
　2.3　普及のために克服すべき耐久性の課題と材料への要求

３．電極の劣化メカニズムと高耐久化
　3.1　SOFC/ECの電解質材料、電極材料
　3.2　電極過電圧とその影響
　3.3　参照極を用いた電極電位と過電圧の測定方法
　3.4　電極を劣化させる不純物と対策
　　　(1) 金属部材から蒸発するCrによる電極劣化メカニズムと対策
　　　(2) 燃料および空気に含まれる微量S成分の影響
　　　(3) SOECにおける水素発生極のSi被毒
　3.5　空気極/電解質界面の設計
　　　(1) 界面へのセリア形成による高性能化・低温化
　　　(2) ジルコニア/セリア相互拡散層形成による固相反応抑制
　3.6　燃料極、水素発生極の劣化要因と対策
　　　(1) 過酷条件下におけるNi酸化と電圧振動現象
　　　(2) 導電性酸化物を用いた新規アノード材料の開発状況と課題
　3.7 高耐久化のための電極設計の考え方

４． 金属材料の低コスト化と高耐久化
　4.1　SOFC/EC用耐熱合金への要求、開発状況
　4.2　汎用FeCr合金に含まれる微量Siが電気抵抗に及ぼす影響
　4.3　アルミナ皮膜を形成するFeCrAl合金の適用
　4.4　将来のメタルサポートSOFC/ECの製造方法について

5. まとめ：SOFC材料の将来像と期待

□質疑応答□

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