金属並みの低温で酸化物系固体電解質を焼結 ― 燃料電池や全固体電池の三次元造形への応用に期待 ―

2021年12月 8日 14:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情報】

〇工学研究科　知能デバイス材料学専攻　教授　高村仁
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

酸化物系の固体電解質は焼結に1500?Cを要する課題があった。
900?C以下での酸化セリウム^(注1)の焼結にはLi-Si-Al系酸化物添加が有効。
3Dプリンタ等により形状自在の燃料電池や全固体電池の高速作製が期待。

【概要】

燃料電池や全固体電池を形状自在かつ高速に作製するために、3Dプリンティングとレーザー焼結法を組み合わせた付加製造^(注2)技術が注目されています。しかし、従来の方法でこれらの電池に必須の酸化物系固体電解質を焼結するためには、1500℃程度の高温と長時間の処理が必要であり、付加製造は困難でした。東北大学大学院工学研究科の石井暁大助教、高村仁教授らの研究グループは、代表的な固体電解質である酸化セリウムを金属並みの低温 (900°C以下) で焼結する条件と、そのメカニズムを解明しました（図1）。この知見の活用により、脱炭素技術として重要な燃料電池?水素製造セルや全固体電池の高速作製が期待されます。

本成果は2021年12月3日にActa Materialiaにオンライン掲載されました。