固体酸化物燃料電池の空気極材料についての検討: Pr添加セリアとLNFとの複合空気極

摘要

NTTで開発中のSOFCには電気伝導度，熱膨張係数，酸化クロム被毒耐性などに優れたべロブスカイト系酸化物の一種であるLaNi（Fe）O_3を空気極に有するセルが用いられている．この空気極の活性層はGd添加セリアとLaNi（Fe）O_3粒子とを混合した複合材であり，これにより，いわゆる通電効果の影響を抑制し，初期特性を改善している．このGd添加セリアに代えて，混合伝導体であるPr添加セリアをSOFCの空気極の活性層に使用した場合，電極特性が大幅に改善することを見い出した．そこでPr添加セリアの空気極特性とPr添加量との関係を検討すると共に，Pr添加セリア自体の諸特性についても検討した．%We have developed cells with LNF cathode for the SOFC, which is now under testing at NTT. LNF has several advantages including high electric conductivity, good thermal expansion matching with zirconia electrolyte and very good durability against the Cr_2O_3 poisoning. We improved the performance of the LNF cathode by introducing the active layer consisting of LNF and Gd doped ceria between the cathode and electrolyte. Then we found that the cathode performance can be greatly improved by replacing the GDC by Pr doped ceria (PDC) in the active layer. We also investigated the PDC characteristics at operating temperature of the cathode.