Ni1-x MgxO-SCSZ based cermet anode for biogas-fueled SOFC

• Project/Area Number: 19760546
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Catalyst/Resource chemical process
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: YUSUKE Shiratori Kyushu University, 大学院・工学研究院, 助教研究 (00420597)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,710,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2008: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 触媒・化学プロセス / 燃料電池 / バイオマス

Research Abstract

これまで、Ni1-x MgxO(x=o,o.1)を燃料極材料に適用し、模擬バイオガスを供給して200時間以上に渡る固体酸化物形燃料電池(SOFC)の安定作動を確認している。当該研究では、バイオガス直接供給SOFCの性能向上を目的とし、Ni1-xMgxO-ScSZ(x=0〜0.4)のキャラクタリゼーションを行った。模擬バイオガス(CH4/CO2=1.5)供給時の、Ni1-x MgxO-ScSZアノード上で生じる改質反応の速度は、バイオガス供給初期は、xと共に直線的に増加した。この触媒能の向上は、xと共に微細なNi粒子の析出が顕著になるためであるが、高い活性を維持させるためには、x=0.4のMgO添加が必要であることが明らかとなった。Ni1-xMgxO-ScSZ(x=0〜0.4)を成型、焼成し、還元処理後、四端子法により導電率測定を行ったところ、x≧0.15では絶縁性を示し、導電性を示すx=0および0.1の場合のみ、電極に直接適用可能であることが明らかとなった。x≧0.15を電極として適用可能にするには導電性の付与が必要である。

Research Products

• [Journal Article] Feasibility of direct-biogas SOFC (2008)
  • Author(s): Y. Shiratori, T. Oshima, K. Sasaki
  • Journal Title: International Journal of Hydrogen Energy 33 Pages: 6316-6312
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NiO-ScSZ and Ni0.9Mg0.1O-ScSZ Based Anodes under Internal Dry Reforming of Simulated Biogas Mixtures (2008)
  • Author(s): Y. Shiratori, K. Sasaki
  • Journal Title: Journal of Power Sources 180 Pages: 738-741
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NiO-ScSZ and Ni_<09>Mg_<0.1>O-ScSZ based anodes under internal dry reforming of simulated bioaas mixtures (2008)
  • Author(s): Y. Shiratori, et.al.
  • Journal Title: Journal of Power Sources Vol.180 Pages: 738-741
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Feasibility of directbiogas SOFC (2008)
  • Author(s): Y. Shiratori, et.al.
  • Journal Title: International Journal of Hydrogen Energy Vol.33 Pages: 6316-6312
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NiO-ScSz and Ni_0.9Mg_0.1O-ScSZ based anodes under internal dry reforming of simulated biogas mixtures (2008)
  • Author(s): Y., Shiratori, et. al.
  • Journal Title: Journal of Power Sources (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microstructure and Electrochemical Properties of Ni1-x,MgxO-ScSZ Cermet Anodes for Biogas-fueled SOFCs (2007)
  • Author(s): Y. Shiratori, K. Sasaki
  • Journal Title: ECS Transactions 7(1) Pages: 1701-1710
  • Peer Reviewed
• [Presentation] SOFCを利用した廃棄物系バイオマスのエネルギー変換 (2009)
  • Author(s): 白鳥祐介、高木修一、伊地知武郎、大嶋敏宏、佐々木一成
  • Organizer: 電気化学会第76回大会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Performance of biogas-fueled SOFC with differen fuel compositions (2008)
  • Author(s): Y., Shiratori
  • Organizer: 6th Spring Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • Place of Presentation: Foz do Iguazu, Brazil
  • Year and Date: 2008-03-17
• [Presentation] バイオガスSOFCの実現へ向けた触媒開発とメタン発酵モニタリング (2008)
  • Author(s): 白鳥祐介、高木修一、伊地知武郎、大嶋敏宏、佐々木一成
  • Organizer: 第17回SOFC研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] バイオガス直接供給時のSOFCの発電特性 (2008)
  • Author(s): 白鳥祐介、佐々木一成
  • Organizer: 第45回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州
• [Presentation] SOFCを利用したバイオガス直接供給型燃料電池 (2008)
  • Author(s): 白鳥祐介、大嶋敏宏、佐々木一成
  • Organizer: 電気化学会第75回大会
  • Place of Presentation: 山梨
• [Presentation] Performance of biogas-fueled SOFC with different fuel compositions (2008)
  • Author(s): Y. Shiratori, T. Oshima, K. Sasaki
  • Organizer: The 6th Spring Meeting of the International Society of Electrochemistry, Foz do Iguacu,
  • Place of Presentation: Brazil
• [Presentation] 有機性廃棄物から得られるバイオガスのSOFCへの直接供給の可能性について (2007)
  • Author(s): 白鳥祐介、大嶋敏宏、佐々木一成
  • Organizer: 第16回SOFC研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
• [Remarks]
  • URL: http://www.mech.kyushu-u.ac.jp/lab/ki06/