【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.10】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TU0241
利用課題名 / Title
固体酸化物電解セル劣化解明にむけたパターンセルの設計開発
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
セラミックスデバイス/ Ceramic device,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,スパッタリング/ Sputtering,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
邵 暁琳
所属名 / Affiliation
東北大学 大学院環境科学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-058：マスクレスアライナ
TU-159：芝浦スパッタ装置（冷却型）
TU-002：有機ドラフトチャンバー
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年、環境問題の緩和に向け、クリーンで効率的なエネルギー源の開発が進められています。その中で、固体酸化物電解セル（SOEC）は実用的なエネルギー転換手法として注目されています。しかし、長時間運転によるカソードの劣化が商業化の課題となっています。本研究では、電池の横断面構造を基に、平面型の二次元電池を作製しました。この方法により、電池を切断せずにニッケル電極の形態変化を観察し、劣化要因を研究できます。フォトリソグラフィと金属成膜技術を用いて、セラミック材料の表面に特殊なパターンの電極を作製し、通常のセルの断面構造を模擬しました。
実験 / Experimental
TU-058のマスクレスアライナーを用いて露光を行い、その後、TU-159の芝浦スパッタ装置を使用して金属スパッタリングを実施します。最後に、TU-002の有機ドラフトチャンバーを使用して、リフトオフによってパターンを形成します。
結果と考察 / Results and Discussion
設計結果に基づき、フォトリソグラフィおよび金属成膜技術を用いて、所望のパターン電極を良好に作製することができました。また、得られたパターンセルに対して電気化学測定を行った結果、測定は安定して実施され、有効なデータを取得することができました。今後は、本手法を基盤としてさらなるパターンの最適化を図りながら、新たな設計に基づくセルの試作・作製および性能評価を継続的に行っていく予定です。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件