- 発表者
- 谷本 直輝（芦田研）
- 指導教員
- 永井 正也
- Title
- Oxygen vacancies in the solid electrolyte of fuel cell revealed with the photoluminescence
- Abstract
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Solid oxide fuel cells, which consists of anode, solid electrolyte, and cathode, attract attention as a highly efficient and clean energy source. High ion conductivity of the solid electrolyte is critical for the performance of the fuel cell, and the oxygen vacancy in the solid electrolyte plays a key role for the ion conductivity. Theoretical calculation predicts that a kind of cluster is formed near the dopants, whose local structure depend on the dopant atom [1]. It has been experimentally verified with EXAFS and neutron scattering spectroscopy, but their interpretations are under debate. Here, we propose the photoluminescence spectroscopy for clarifying the oxygen vacancies. It is well known that photoluminescence of color center in alkali halide crystals include the information on the local structure of the defects. I discuss the relative positions between oxygen vacancies and dopants in stabilized zirconia, one of the most typical oxygen-conducting solid electrolytes by analyzing the photoluminescence spectra.
- タイトル
- 光励起発光測定による燃料電池の固体電解質の酸素空孔の解明
- 概要
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近年、燃料極や固体電解質、空気極で構成される固体酸化物燃料電池は高効率かつクリーンなエネルギー源として注目されている。固体電解質の高いイオン伝導性は燃料電池にとって重要で、このイオン伝導は酸素空孔が担っている。安定化ジルコニアは添加元素を導入することでクラスターが形成され、安定化する酸素欠損が添加元素ごとに異なることが理論計算で予測されている[1]。実験的にはEXAFSや中性子散乱などによって確かめられてきたが、その解釈の仕方は議論がされている。アルカリハライドにおいて欠陥の局所構造の情報を含む色中心からのフォトルミネッセンスに注目した。本発表において最も典型的な酸素伝導型固体電解質のひとつである安定化ジルコニアについて発光スペクトルを解析することで酸素空孔と添加元素の相対位置について議論する。
- References