代替エネルギー材料 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、電極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。

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。

固体酸化物形燃料電池の基礎とその材料評価手法を弊社季刊誌「材料科学の基礎 No.2　燃料電池の基礎と評価手法」にて、東北大学の雨澤浩史先生、宇根本篤先生、川田達也先生に解説していただきました。ご参考ください。

表1  固体酸化物形燃料電池用材料

製品番号	製品名	備考
カソード材料
729183	Lanthanum nickelate, strontium doped nanopowder	La1.6Sr0.4NiO4
729175	Lanthanum nickelate nanopowder	La2NiO4
704288	Lanthanum strontium cobalt ferrite, LSCF 6428	La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3
734632 NEW!	Lanthanum strontium cobalt ferrite	La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3
734640 NEW!	Lanthanum strontium cobalt ferrite, powder, <0.5 μm particle size	La0.6Sr0.4FeO3
704296	Lanthanum strontium manganite, LSM-20	(La0.80Sr0.20)MnO3
704261	Lanthanum strontium manganite, LSM-35	(La0.65Sr0.35)MnO3
704253	Lanthanum strontium cobalt ferrite composite cathode powder, LSCF/GDC	(Ce0.9Gd0.1)O1.95 : (La0.60Sr0.40)(Co0.20Fe0.80)O3 = 1 : 1
704245	Lanthanum strontium manganite composite cathode powder, LSM-20/YSZ	(Y2O3)0.08(ZrO2)0.92 : (La0.80Sr0.20)MnO3 = 1 : 1
704237	Lanthanum strontium manganite composite cathode powder, LSM20-GDC10	(Ce0.9Gd0.1)O1.95 : (La0.80Sr0.20)MnO3 = 1 : 1
734659 NEW!	Manganese cobalt oxide, spinel, powder, <0.5 μm particle size	Mn1.5Co1.5O4
アノード材料
704210	Nickel oxide - Cerium samarium oxide for coatings, NiO/SDC, 99+ % trace metals basis	NiO : (CeO2 - Sm2O3) = 60 : 40
704229	Nickel oxide - Yttria-stabilized zirconia (YSZ) for general applications, NiO/YSZ, 99+ % trace metals basis	NiO : (Y2O3 – ZrO2) = 60 : 40
704202	Nickel oxide - Yttria-stabilized zirconia (YSZ) for coatings, NiO/YSZ, 99+ % trace metals basis	NiO : (Y2O3 - ZrO2) = 66 : 34
203882	Nickel(II) oxide, 99.99% trace metals basis	NiO
電解質
729191	Cerium oxide, praseodymium doped nanopowder	Ce0.8Pr0.2O2
572330	Cerium(IV) oxide-gadolinium doped (GDC) nanopowder	Gd 10 mol % as dopant
734519 NEW!	Cerium(IV) oxide-gadolinium doped, powder <0.5 μm particle size	Gd 10 mol % as dopant
572357	Cerium(IV) oxide-gadolinium doped (GDC) nanopowder	Gd 20 mol % as dopant
734667 NEW!	Cerium(IV) oxide-gadolinium doped, pellets (for sputtering, diam.×L: 2-3 mm×3-5 mm)	Gd 20 mol % as dopant
572365	Cerium(IV) oxide-samaria doped nanopowder	SmO2 15 mol % as dopant
734675 NEW!	Cerium(IV) oxide-samarium doped, pellets (for sputtering, diam.×L: 2-3 mm×3-5 mm)	Sm 15 mol % as dopant
734624 NEW!	Cerium(IV) oxide-samarium doped, powder , <0.5 μm particle size	Sm 20 mol % as dopant
572322	Zirconium(IV) oxide-yttria stabilized (YSZ) nanopowder	Y2O3 3 % as stabilizer
572349	Zirconium(IV) oxide-yttria stabilized (YSZ) nanopowder	Y2O3 8 % as stabilizer
464228	Zirconium(IV) oxide-yttria stabilized (YSZ) submicron powder	Y2O3 8 % as stabilizer, 99.9% trace metals basis (purity excludes ～2% HfO2)
634174	Cerium(IV)-zirconium(IV) oxide nanopowder, <50 nm particle size (BET), 99.0% trace metals basis	Ce : Zr = 1: 1 (ZrO2 and CeO2 or an intermediate compound)
734683 NEW!	Zirconium(IV) oxide-yttria stabilized, pellets (for sputtering, diam.×L: 2-3 mm×3-5 mm)	Y2O3 8 % as stabilizer

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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