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摘 要：固体氧化物燃料电池（SOFC）用于家用和商用热电联供系统已经在市面上销售，但是为了广泛普及，还需要通过进一步的技术升级来大幅提高其经济性和效率性。在提高SOFC中使用的各种部件的性能方面，最重要的课题是提高电极的性能。日本产业技术综合研究所的目标是创造出利用纳米技术的新型电极，并提高其性能，为整体系统的小型化和低成本化作出贡献。如果燃料电池能够广泛应用于各种场合，那么我们离碳中和社会的实现就又近了一步。
关键字：固体氧化物燃料电池（SOFC）、纳米复合电极、高性能电极、三相界面、纳米技术、PLD
显微镜下的自组织纳米复合电极的条纹结构
日本产业技术综合研究所（以下简称“产综研”）零排放国际合作研究中心的电化学装置基础研究组主任Bagarinao兴奋地说道，“看到电子显微镜下的图像，我真的非常震惊。镧系氧化物和氧化铈系氧化物分别形成各自的层，以几纳米的间隔整齐地排列，形成非常美丽的条纹结构，这是我此前从未见过的结构。一种新型‘纳米复合空气极’问世了！”
近年来，为了实现碳中和社会，发电时不产生二氧化碳的燃料电池技术备受期待。其中，固体氧化物燃料电池（SOFC）使用在高温下仅允许氧化物离子通过的陶瓷材料作为电解质，由此可以在高运行温度下获得高发电效率，并且不需要昂贵的电极材料，被视为优异的燃料电池。
固体氧化物燃料电池（SOFC）的电堆和单电池结构
Bagarinao发现的正是SOFC核心要素——“三相界面”的新结构。
单电池是燃料电池的基本部件，主要由电解质，以及夹着电解质的空气极与燃料极构成。空气极的作用是还原空气中的氧以生成氧化物离子，从而在空气极表面和活性高的三相界面发生氧还原反应。三相界面是电极、电解质、气体接触的部位，如果同时增加该界面的密度和电极表面积，则氧还原反应速度提高。其机制是，氧化物离子通过电解质到达燃料极的三相界面，通过向该界面供给气体引起电极反应，即燃料和氧化物离子发生反应，由此向外部电路释放电子。因此，为了提高燃料电池的性能，一个极其重要的课题是制造出三相界面较多的电极以促进电极反应高效地进行。