500℃～600℃で実用可能な直径1mm程度の固体酸化物型燃料電池セル

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DNニュース

2006年01月20日

500℃～600℃で実用可能な直径1mm程度の固体酸化物型燃料電池セル

　
　産業技術総合研究所(産総研)は、500℃～600℃という比較的低い温度で使用可能な、直径がミリからサブミリ径というチューブ形状の固体酸化物型燃料電池(SOFC)を開発した。セラミック電極構造を工夫したことで、セリア系セラミック材料でありながら1W／平方cmの発電密度を570℃で達成できた。これにより、耐熱衝撃性が高く、急速起動および停止運転にも対応可能な、小型SOFCモジュールの開発が可能になる。

　SOFCはすべて固体材料で構築可能な燃料電池であるため、信頼性が高く、取り扱いも容易だ。しかし、これまでのSOFCは800℃～900℃という高い動作温度が必要なことから、適用分野は大型発電設備などに限られていた。家庭用の分散電源、モバイル電子機器用電源、自動車の補助電源にも応用するため、500℃～600℃で利用可能なSOFCの実現が望まれている。

　産総研は、低温時の酸素イオン伝導度が高いセリア系イオン伝導体セラミックを電解質材料として用い、これをミリからサブミリ径のチューブ状にすることでマイクロSOFCとした。実際に作成したSOFCのサイズは、長さ1cm程度、直径0.8mm～1.6mmだった。実験で1.6mm径のマイクロチューブに450℃～570℃の水素を流したところ、0.17W／平方cm～1W／平方cmの電力が得られた。この値は、従来のセリア系SOFCに比べ飛躍的に高いという。さらに、耐ストレス性も高く、熱ひずみに弱いとされていたセリア系セラミックの破損問題も解決できる。このマイクロSOFCは、0.8mm径なら1立法cm当たり約100本の集積が可能で、全体として7W(500℃)～15W(550℃)の出力が得られる。

　産総研では、1月25日～27日に東京ビッグサイトで開催されるFC-EXPO2006と、7月3日～7日にスイスのルツェルンで開催される7th EUROPEAN SOFC FORUMで、このマイクロSOFCに関する発表を予定している。

　　　　　

チューブ型マイクロSOFC

マイクロSOFCによる発電実証試験結果

今後の展開

連絡先：

産業技術総合研究所中部産学官連携センター　成果普及担当　吉田　豊、吉澤　直紀
電話：052-736-7064、7063　FAX：052-736-7403
E-mail：chubu-kouhou@m.aist.go.jp

参　　考：

産業技術総合研究所(プレスリリース)

2006年1月20日－600℃以下でも従来材料と同等の発電性能を示す固体酸化物型燃料電池用電極材
2005年10月11日－500℃で作動する携帯型の固体酸化物型燃料電池向けセルスタック
2005年8月17日－エタノールで発電可能な燃料電池用触媒や、白金・ルテニウム使用量が0.2mg/平方cmの触媒