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J-GLOBAL ID：201502220461849440   整理番号：15A1225347

分子動力学法によるNi/YSZおよびNi/ScSZにおける焼結過程に対する空隙率効果の多重ナノ粒子モデルシミュレーション

Multi-nanoparticle model simulations of the porosity effect on sintering processes in Ni/YSZ and Ni/ScSZ by the molecular dynamics method

著者 (7件)： XU Jingxiang (Inst. for Materials Res., Tohoku Univ., 2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai 980-8577, Japan. [e-mail]) ,  BAI Shandan ,  HIGUCHI Yuji ,  OZAWA Nobuki ,  SATO Kazuhisa ,  HASHIDA Toshiyuki ,  KUBO Momoji
資料名： Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability  (Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability)
巻： 3  号： 43  ページ： 21518-21527  発行年： 2015年11月21日 
JST資料番号： W0204B  ISSN： 2050-7488  CODEN： JMCAET  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 固体酸化物燃料電池に適した耐久性のあるアノードの開発には,多孔性アノードの焼結機構の理解が必要である。分子動力学(MD)計算に基づく多重ナノ粒子焼結シミュレーション法を,この目的のために既に開発(J.Xu等,J.Phys.Chem.C,Vol.117,p.9663-(2013))した。この方法は,過去の通常のナノ粒子モデルによる焼結シミュレーションとは異なり,空隙率および骨格構造等の多孔性構造特性の焼結に対する効果の計算に用いることができる。著者等は,Ni/YSZ多孔性アノードにおいて,YSZナノ粒子骨格は二つのNiナノ粒子間のネックの成長の攪乱により,Niナノ粒子の焼結を抑制することを明らかにした。本報では,著者等はセラミック型の焼結過程に対する効果を明らかにするために,このシミュレーション法を用いた。著者等は,Ni/YSZおよびNi/ScSZアノードにおける焼結と分解過程間の差異を調べた。Ni/ScSZ中のNiナノ粒子の焼結の度合いは,Ni/YSZ中よりも小さかった。NiのScSZナノ粒子へのYSZナノ粒子よりも強い固着は,Ni/ScSZアノード中でのNiナノ粒子の相互接近を阻み,焼結を阻害した。著者等の多重ナノ粒子焼結MDシミュレーションは,Niナノ粒子のNi/YSZおよびNi/ScSZアノード中での異なる焼結過程を明らかにした。著者等はまた,焼結の分解に対する効果を調べた。水素吸着サイトおよび水素酸化の電気化学的反応サイトは,焼結度合いの増加とともに減少した。Ni/YSZアノードと比較して,Ni/ScSZアノードの低い分解が観察された。更に著者等は,Ni/YSZおよびNi/ScSZにおいて焼結に誘起される分解に対する空隙率の効果を示し,最適空隙率を見出した。これらの結果は,通常の二あるいは三ナノ粒子焼結MDシミュレーションでは得られなかった。著者等の多重ナノ粒子焼結シミュレーション法は,アノードにおける焼結と分解の抑制に適したセラミックの型を明らかにするのに有用であり,耐久性アノードの設計に用いることができる。Copyright 2015 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： 擾乱 ,  *分子動力学 ,  *ニッケル ,  *セラミック ,  *酸化イットリウム ,  *酸化ジルコニウム ,  *酸化スカンジウム ,  *焼結 ,  *空隙率 ,  多重化 ,  ナノ粒子 ,  モデリング ,  シミュレーション ,  *固体酸化物燃料電池 ,  耐久性 ,  アノード ,  多孔性 ,  骨格 ,  *成長阻害 ,  分解 ,  水素 ,  吸着 ,  結合部位 ,  酸化 ,  YSZ【セラミック】 ,  スカンジア安定化ジルコニア
準シソーラス用語： ScSZ ,  吸着サイト

分類 (3件)： 電気化学反応  (CB07050F) ,  燃料電池  (YB04040V) ,  圧粉,焼結  (WC02030X)

タイトルに関連する用語 (10件)： 分子動力学法 ,  Ni ,  YSZ ,  ScSZ ,  焼結 ,  過程 ,  空隙率 ,  多重 ,  ナノ粒子 ,  モデルシミュレーション