固体酸化物燃料電池

固体酸化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cells，SOFC）は，高温（約1000℃）で水素やメタンなどを燃焼（酸化）させ，この時の化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換するデバイスである。このため，クリーンで高効率の「地球にやさしい」発電システムを構築できると期待されてしいる。SOFCを構成する材料としては，高温耐熱性のセラミックス材料が主であり，電解質にYSZ（イットリア安定化ジルコニア）を，空気極に（La，Sr）MnO₃を，燃料極にYSZ／Niサーメツトを，そしてインターコネクトには緻密な（La，Ca）CrO₃，あるいはNi-Cr系合金を用いている。このように多種多様の材料が構成材として用いられる上に，水素と空気雰囲気という幅広い酸素分圧領域で材料が使用される。セラミックス材料が，高温でしかも広い酸素分圧領域におかれているときに，その中の電子やイオンがいかなる挙動を取るかを実験的に検証していくことは重要である。当所では，固体電気化学的手法を用いてこの問題に取り組んでいる。また，同時に熱力学テータベースを用いて材料の安定性・反応性の予測，および材料設計を行っている。

熱力学データベースを用いて作成した化学ポテンシャル図，インターコネクト材料（La，Ca）CrO₃の最も安定な組成を予測，設計するのに有効である