抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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有望なSOFC正極材料La<sub>0.6</sub>Sr<sub>0.4</sub>CoO<sub>3-δ</sub>の酸素交換反応速度の長期劣化のその場研究を1000時間の後の時間間隔の過程で600°C,乾/湿O<sub>2</sub>-Ar雰囲気中で行なった。元素組成及びモルホロジーについて表面近傍帯の変化を評価するため,X線光電子スペクトル(XPS)及び原子間力顕微鏡(AFM)による広範囲の試験解析を行なった。600°C,1000時間,乾燥雰囲気への試料暴露過程で酸素の化学表面交換係数k<sub>chem</sub>の減少は表面における2nm厚領域の生成と相関し,それは表面モルホロジーの改質と同様Sr及びOも濃縮する。表面で上記正極材料は分解してSr濃縮ペロブスカイトLa<sub>1-x</sub>Sr<sub>x</sub>CoO<sub>3-δ</sub>(0.4<×<1)とLa<sub>2</sub>O<sub>3</sub>になるというのが可能な解釈である。600°C,湿潤雰囲気中での処理の過程で,酸素交換の速度論的定数が大きく低下する。この原因はSi源と共に湿潤雰囲気の存在による。ケイ素による表面の被毒及び10~90nm深さでのSr及びOによる高濃縮は,XPS元素深さプロファイルにより明らかである。SiとSrとの反応は,表面におけるSrの蓄積にとって強推進力であると仮定した。蒸留水の代わりに,キャリアガスの加湿に飽和NaCl水溶液を用いる場合,劣化速度の大きな増加は認められない。劣化はまた表面モルホロジーの再構成を伴う。直径200nmまでの結晶子の進行性成長による表面粗さのおよそ一桁の増加は5000時間の過程において検出される。600°C付近の温度で稼働するIT-SOFCの上記正極材料の目標とする技術適用は酸化剤として雰囲気(湿潤)空気及びSi源(ガラスシール等)の存在を含む。これらの環境の下,本研究で示される機構は時間と共に酸素交換の活量の大幅な減少をもたらす可能性がある。Copyright 2012 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.
