負極支持型ガドリニウム固溶セリア電池の性能に及ぼす電解質厚さと正極粒子径の影響

抄録

ガドリニウム固溶セリア(GDC)電解質、Ni-GDC負極、SrRuO₃正極を用いた電池の発電性能を、空気と水素（3vol%水を含む）を流して評価した。500-800℃での開放起電力は電解質の厚さが700μmから60μmへ薄膜化するに伴い低下した。これは電解質内酸素空孔への水素の固溶と解離により、電子導電性が増すためである（H₂+V_O^・・→2H⁺+V_O, V_O→V_O^・・+2e^－）。出力密度は電解質厚さの減少に伴い増加した。正極材料SrRuO₃ の粒子径を19μmから0.9μmへ減少させると800,600℃での最大出力密度はそれぞれ236, 100 mW/cm²から348, 113mW/cm²に増加した。粒子径の減少により三相界面長が増加し、正極過電圧が減少した。