SOFC具有一個(gè)特征,就是運(yùn)行溫度通常高達(dá)800~1000℃,。過(guò)去存在著多個(gè)急待解決的課題,,比如,起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),,大約需要一天時(shí)間,;結(jié)構(gòu)元件和材料在高溫下會(huì)發(fā)生老化;使用的是高價(jià)陶瓷材料等,。
此次的成果將SOFC的運(yùn)行溫度大幅降低至600℃以下,,不僅可縮短起動(dòng)時(shí)間,還能提高可靠性,。另外,,還可擴(kuò)大使用材料的選擇范圍,可使用低價(jià)金屬材料將有助于降低成本,。
納米粒子專業(yè)研究機(jī)構(gòu)細(xì)川粉體技術(shù)研究所過(guò)去一直在開發(fā)自主的機(jī)械化學(xué)結(jié)合(MCB)技術(shù)等,。對(duì)于燃料電池開發(fā),自成立之初就將目標(biāo)鎖定到了頗具前途的SOFC領(lǐng)域上,,專心致力于提高SOFC性能的研究,。2003年2月,運(yùn)用MCB技術(shù),,完成了對(duì)燃料極等納米粒子分散結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,,從而實(shí)現(xiàn)了700℃的低溫運(yùn)行特性。
此次,,在電極材料中使用了活性與導(dǎo)電性均比氧化釔穩(wěn)定氧鋯(YSZ)類材料高的SDC(釤摻雜的氧化鈰)類材料,,并通過(guò)運(yùn)用MCB技術(shù),成功地完成了對(duì)Ni-SDC類燃料極的高級(jí)結(jié)構(gòu)控制,。以Ni-SDC類燃料極為底板的SDC薄膜電解質(zhì)的支承膜型單元在600℃下工作時(shí),,與過(guò)去的高性能標(biāo)準(zhǔn)單元(Ni-YSZ類燃料極/YSZ/LSCF)在700℃下工作時(shí)相比,維持了同樣的發(fā)電性能。
通常情況下,,在對(duì)構(gòu)成電極的粒子進(jìn)行微細(xì)化時(shí),,分散粒子的過(guò)程極為困難,而且在制作電極時(shí)還會(huì)產(chǎn)生鎳(NiO)粒子生長(zhǎng)的問(wèn)題,。通過(guò)運(yùn)用該公司自主的納米粒子技術(shù),,解決了作為電極構(gòu)成材料的NiO粒子與SDC粒子的納米級(jí)微細(xì)化與高分散化的二極背反問(wèn)題。與此同時(shí),,通過(guò)對(duì)多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化控制,,成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)Ni-SDC燃料極的高級(jí)結(jié)構(gòu)控制。由此,,不使提高了電極反應(yīng)活性,,同時(shí)還提高了低溫條件下的電極性能。
此次成果有一部分是在日本NEDO(新能源與產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu))于本年度開始的“陶瓷反應(yīng)器開發(fā)項(xiàng)目”中實(shí)現(xiàn)的,。該項(xiàng)目以日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的中部中心為主導(dǎo),,是一個(gè)由多家陶瓷廠商參加的項(xiàng)目(2005年~2009年),其目的是實(shí)現(xiàn)汽車輔助電源(APU)和小型及便攜電源等新一代SOFC,。此次成果有一部分將在1月25日~27日于東京BigSight國(guó)際會(huì)展中心舉辦的“FC-EXPO 2006”展會(huì)上發(fā)表,。