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固体酸化物形燃料電池(SOFC)用酸化物

燃料電池は電気化学的反応により水素と酸素から電気を生成するシステムで、アノードとカソード、電解質から構成されます。固体酸化物形燃料電池(SOFC: Solid Oxide Fuel Cells)では、カソードとアノード電極は多孔性のセラミックス、電解質は高密度酸素イオン導電性セラミックスでできています(図1)。よって1000℃付近の高温での運転が可能となり、また内部改質か可能であるため、燃料に天然ガスやディーゼル燃料を利用できます1

高温での動作のため、各セル構成部品に非常に高い耐久性が要求されます。したがって、固体酸化物形燃料電池において、低コストで高温耐久性を持つ材料の開発が重要になります2

SOFCの模式図
図1 固体酸化物形燃料電池の模式図

固体酸化物形燃料電池のアノード、カソード、電解質にご利用いただける材料を表1に示しました。イットリウム安定化ジルコニア(YSZ: Yttria Stabilized Zirconia)やランタンストロンチウムマンガナイト(LSM: Lanthanum Strontium Manganite)、ガドリニウムドープセリア(GDC: Gadolinium doped Ceria)など、多岐にわたる材料をご提供しております。

表1 固体酸化物形燃料電池向け材料
製品名 成分 製品番号
カソード材料
Lanthanum strontium cobalt ferrite composite cathode powder, LSCF/GDC (Ce0.9Gd0.1)O1.95
(La0.60Sr0.40)(Co0.20Fe0.80)O3
50%
50%
704253
Lanthanum strontium manganite composite cathode powder, LSM-20/YSZ, 99+ % (Y2O3)0.08(ZrO2)0.92
(La0.80Sr0.20)MnO3
50%
50%
704245
Lanthanum strontium manganite LSM-20,
99+ %
(Ce0.9Gd0.1)O1.95
(La0.80Sr0.20)MnO3
50%
50%
704296
Lanthanum strontium manganite composite cathode powder, LSM20-GDC10 (Ce0.9Gd0.1)O1.95
(La0.80Sr0.20)MnO3
50%
50%
704237
アノード材料
Nickel oxide - Cerium samarium oxide for coatings, NiO/SDC, 99+ % trace metals basis NiO
CeO2Sm2O3
60 wt. %
40 wt. %
704210
Nickel oxide - Yttria-stabilized zirconia (YSZ) for coatings, NiO/YSZ NiO
Y2O3ZrO2
66 wt. %
34 wt. %
704202
電解質
Cerium(IV) oxide-gadolinium doped (GDC) nanopowder CeO2
Gd 20 mol % as dopant
572357
Cerium(IV) oxide-samaria doped  nanopowder CeO2
SmO2 15 mol % as dopant
572365
Cerium(IV) oxide-yttria doped (YSZ) nanopowder CeO2
Y2O3 15 mol % as dopant
572381
Zirconium(IV) oxide-yttria stabilized (YSZ) nanopowder ZrO2
Y2O3 3 mol % as stabilizer
572322
Zirconium(IV) oxide-yttria stabilized (YSZ) nanopowder ZrO2
Y2O3 8 mol % as stabilizer 
572349
Zirconium(IV) oxide-yttria stabilized (YSZ) submicron powder, 99.9% trace metals basis (purity excludes ~2% HfO2) ZrO2
Y2O3 8 mol % as stabilizer
464228
Zirconium(IV) oxide-yttria stabilized (YSZ) submicron powder, 99.5% trace metals basis (purity excludes ~2% HfO2) ZrO2
Y2O3 5.3 mol % as stabilizer
464201

References

  1. High Temperature and Solid Oxide Fuel Cells. Fundamentals, Design and Applications; Singhal, S.C., Kendal, K. Eds.; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2003.
  2. 米国エネルギー省 エネルギー効率・再生可能エネルギー局 The Hydrogen, Fuel Cells & Infrastructure Technologies Program. (新しいウインドウで開きます。)

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