中間温度燃料電池のリン酸ベースの固体状態、プロトン導体に関するレビュー

プロトン交換膜燃料電池に現在使用されている電解質は、主に細胞の動作体制を約80°Cに制限するNAFIONなどのポリマーに基づいています。固体酸化物燃料電池は、プロトン交換膜燃料電池（〜1000°C）と比較してはるかに上昇した温度で動作し、イットリウム安定化ジルコニアやガドリニウムドープセリアなどの酸化物電解質を使用します。これまでのところ、中間温度操作レジーム（300°C）は広く調査されていないため、新しい燃料電池システムの新しい経路が開かれています。このレビューでは、中間温度燃料電池の電解質としてのリン酸化合物の潜在的な使用を要約します。ポリリン酸アンモニウム、ピロリン酸、リン酸セシウム、およびその他のリン酸ベースの電解質に関するさまざまな例が提示され、その調製方法、伝導メカニズム、導電率値が実証されています。

The electrolytes currently used for proton exchange membrane fuel cells are mainly based on polymers such as Nafion which limits the operation regime of the cell to ∼80 °C. Solid oxide fuel cells operate at much elevated temperatures compared to proton exchange membrane fuel cells (∼1000 °C) and employ oxide electrolytes such as yttrium stabilized zirconia and gadolinium doped ceria. So far an intermediate temperature operation regime (300 °C) has not been widely explored which would open new pathways for novel fuel cell systems. In this review we summarize the potential use of phosphate compounds as electrolytes for intermediate temperature fuel cells. Various examples on ammonium polyphosphate, pyrophosphate, cesium phosphate and other phosphate based electrolytes are presented and their preparation methods, conduction mechanism and conductivity values are demonstrated.