摘 要：本研究以提高固体氧化物燃料电池的特性为目标，致力于材料开发。首先使用现有材料，致力于开发用于以低成本合成燃料极和电解质基板的材料。结果，首先成功开发出一种10cm见方的燃料极基板。然后成功开发出燃料极和电解质一体的外径为21mm的纽扣电池基板。研究小组曾致力于使用这些基板开发空气极材料，但遗憾的是，没有发现超越现有物质的新材料。今后，计划利用开发的基板进行空气极材料的新物质探索。
关键字：固体氧化物燃料电池，空气极，层状氧化物，新物质探索，材料开发，电解质
1、研究背景
目前，已实用化的固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Full Cell：SOFC）的工作温度高达700℃以上，因此仍存在各种各样的问题。但是，如果能将工作温度控制在600℃以下，则材料的选择性会大幅扩大，电池的制造成本也会显著降低。为了实现SOFC的低温运行，主要有电解质的薄膜化和低反应电阻的新型空气极材料开发这两种方法，本文对这两种方法进行了研究。关于电解质的薄膜化，可以将燃料极基板作为支撑体，在燃料极基板上一体成型电解质。此外，关于低反应电阻的新型空气极材料开发，现有物质难以在700℃以下的低温下运行，需要开发一种新型物质。
2、研究目的
本研究旨在开发一种SOFC低温运行所必需的新型空气极材料。到目前为止，空气极材料主要使用晶体中含有钙钛矿结构的层状氧化物，而非主要用作实用材料且具有ABO3晶体结构的钙钛矿结构氧化物。
3、研究方法
与现有钙钛矿氧化物相比，用作空气极材料的层状氧化物的烧结温度低，存在化学稳定性问题，因此需要防止电解质材料与空气极材料的反应。针对该问题，需要开发一种不与空气极材料反应的燃料极/电解质一体型基板。本文中，研究人员首先以低成本合成了这种高性能燃料极/电解质一体型基板，并进行了用于空气极物质探索的技术开发。然后使用开发的基板，致力于发现空气极材料的新物质。