研究人员) BAGARINAO Katherine，高级研究员，KISHIMOTO Haruo，全球零排放研究中心离子器件基础研究团队组长，YAMAJI Katsuhiko，组长，ISHIYAMA Tomohiro，节能研究所能源转换技术组高级研究员，SHIMADA Hiroyuki，创新固体离子材料组高级研究员功能材料研究所
- 通过SOFC空气电极结构的纳米级控制实现更高的性能
- 利用高性能空气电极的SOFC单电池制造技术，实现世界顶级发电性能
- 有助于减小 SOFC 系统尺寸和制造成本
实现世界顶级发电性能的燃料电极支撑SOFC单电池示意图：红色文字表示新开发的材料
与其他燃料电池相比，固体氧化物燃料电池 (SOFC) 具有较高的发电效率，并且已作为家庭和企业用途的燃料电池热电联产系统进行销售。最近，SOFC也越来越多地用于具有较大发电能力的应用以及利用高发电效率的单联产系统。
系统尺寸和制造成本是 SOFC 广泛使用的问题。如果能够提高SOFC单电池的发电性能，那么与具有相同发电量的传统SOFC系统相比，可以减少SOFC单电池的使用数量，并且可以预期减小尺寸和成本。
AIST 的研究人员在固态能源转换先进技术联盟 (ASEC) 下进行的一项研究中开发了一种纳米结构控制的高性能空气电极，该联盟与多家公司进行战略联合研究。此外，配备所开发电极的SOFC单电池也展现出世界顶级的发电性能。
除了采用脉冲激光沉积（PLD）方法制造的自组装纳米复合材料空气电极外，SOFC单电池还配备了纳米柱状多孔集流体和纳米复合燃料电极功能层，这些功能层的开发是为了充分展示空气电极的性能。由此产生的单电池达到了世界顶级功率密度45 W/cm2700 °C 或更高。这一成就将有助于减小 SOFC 电池堆尺寸和制造成本。
详细结果已于 2021 年 6 月 25 日发表在开放获取期刊 Nature Communications（电子版）上。