固体酸化物形燃料電池 (Solid oxide fuel cell: SOFC) や、その逆動作である固体酸化物形電解セル (Solid oxide electrolysis cell: SOEC) は、再生可能エネルギーの高効率利用の鍵となる技術として注目されている。
　本セミナーでは、これら高温電気化学セルの動作原理や構成材料の挙動について、熱力学と固体電気化学の観点から整理し、これらがセル・スタックの信頼性・耐久性にどのように影響するかを考える。特に、材料の欠陥平衡、酸化還元特性、輸送特性、電気化学反応性などの (電気) 化学的な現象と、セル変形・応力発生などの機械的挙動の関連性に着目し、 SOFCの開発の中で見られてきたいくつかの事例を紹介する。さらに、信頼性や耐久性を評価し、課題を抽出するために必要な測定法として、インピーダンス解析、高温機械的特性測定、その場応力・変形測定などの技術をとりあげ、その実施方法について解説する。

1. SOFC/SOECの概要
   1. SOFC/SOECとは
   2. 研究・開発の歴史と開発動向
   3. SOFC/SOECの信頼性・耐久性に関する課題
   4. プロトン導電性酸化物セル (PCFC/PCEC) の課題
2. SOFC/SOECの発電・電解の原理と材料の基礎
   1. 化学エネルギーと電気・熱エネルギーの変換
   2. 発電効率・電解効率とエネルギーロスの考え方
   3. イオン伝導と拡散・荷電粒子の輸送と等価回路
   4. 材料の欠陥平衡、輸送現象の評価法 (概要)
   5. 材料の機械的特性の評価法 (概要)
   6. 材料の物理化学特性と機械的特性の相関 (概要)
3. SOFC/SOEC材料の物理化学的・機械的挙動と信頼性・耐久性 (各論)
   1. 電解質材料
   2. 空気極材料
   3. 燃料極材料
   4. インターコネクト材料
4. セルの電気化学的・機械的挙動の評価
   1. 単セルの分極評価法
   2. 交流インピーダンス測定の概要と等価回路解析
   3. 緩和時間分布 (DRT) 解析
   4. 単セルの電気化学測定の実際
   5. 単セルの残留応力・変形挙動のその場評価
5. セル・スタックの信頼性・耐久性の評価
   1. セル・スタック内の温度・ガス・電流の分布とシミュレーション
   2. 実験的検証の試み
• 質疑応答