21世紀に飛躍する材料－新材料とその応用：固体酸化物形燃料電池用電極材料

摘要

構成材科が全て固体である固体酸化物形燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell: SOFC)は，燃料電池の中でも特に高温作動で，クリーンかつ高効率な発電システムとして，早期の実用化が期待されている．SOFCの開発では，電力用の大型定置用電源を目指した，900℃～1000℃といった高温で作動する高温形SOFCが，最も早くから研究開発されており，円筒形デザイン技術を確立したSiemens-Westinghous社が，既に200kW級のプラントまで開発している．一方近年，SOFCの作動温度を800℃以下に下げ，民生用や自動車用を狙った小型·分散型電源としてのSOFCの研究開発が，米国でのSECA (Solid State Energy Conversion Alliance)プロジェクトを代表とし，非常に活発化している．低温形SOFCは高温形より効率は下がるものの，構成材科の選択枝が増えること，材料の信頼性が向上すること，起動性が良くなること，また，低コスト化が望めるなど，多くの特長がある．本稿では，SOFCの発電性能を大きく支配する重要構成材科である電極に関して，高温形から低温形材料について解説する．また，筆者らがこれまでに行ってきたミクロ構造制御による電極の高性能化研究に関しても紹介する．