金属基板上に製膜されたLaGaO₃系酸化物薄膜を用いる低温作動型固体酸化物電解質燃料電池

抄録

低温作動型燃料電池のためにSrとMgを添加したLaGaO₃系酸化物（LSGM）の酸素イオン伝導度の紹介を行った。SOFCは多様な燃料を用いることの可能な高効率な電力発生装置である。本稿ではSrとMgを添加した高酸素イオン伝導体の低温作動型SOFCの電解質への応用を検討した。低温での出力密度はLSGMの応用により大きく向上したが，さらに大きな出力を達成するにはLSGMの薄膜化が必要である。レーザーアブレーションにより，LSGMの薄膜化が可能であり，緩衝層を最適化することで，0.2 W cm⁻²の出力を773 Kで達成できた。一方，Ce_0.6Mn_0.3Fe_0.1O₂（CMF）が優れたアノード特性を示すことを見出し，CMF薄膜をアノードとしたSOFCは673 Kでも0.17 W cm⁻²の出力を示した。さらに，CMF とLa_0.6Sr_0.4Fe_0.9Mn_0.1O₃（LSFM）を12.5 : 87.5 wt%で混合した酸化物をアノードとすると，炭化水素を直接燃料として用いることが可能なことを示した。