| Project/Area Number |
20K04323
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 19020:Thermal engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Yokohama National University |
|---|
Principal Investigator |
ARAKI Takuto 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90378258)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
|
|---|
| Keywords | 水蒸気電解 / 二酸化炭素共電解 / メタネーション / 逆シフト反応 / SOEC / 二酸化炭素電解 / 共電解 / 固体酸化物形電解セル |
|---|
| Outline of Research at the Start |
固体酸化物形セルに水蒸気と二酸化炭素を供給し同時電解（共電解）を利用するシステムは，シンプルなプロセスから高いエネルギー効率で炭化水素系燃料を合成可能なため，再生可能エネルギーからのインフラ適合性の高い燃料製造，電力負荷平準デバイスとして期待できる．ただし，水蒸気・二酸化炭素電解反応および逆水性シフト反応は吸熱反応であり，セル内の温度や反応分布の要因は複雑であるため，その系統的な理解やセル構造の最適化はほとんどされていない．
そこで共電解セル中に適用できるマルチフィジックス解析スキームを開発し，その性能・劣化に対する支配因子を整理することとした．
|
| Outline of Final Research Achievements |
A system in which water vapor and carbon dioxide are supplied to a solid oxide cell for co-electrolysis can synthesize hydrocarbon fuels with high energy efficiency from a simple process, and is expected to be a highly infrastructure-compatible fuel production and power load leveling device from renewable energy sources. However, the steam/carbon dioxide electrolysis and reverse aqueous shift reactions are endothermic reactions, and the factors affecting the temperature and reaction distribution in the cell are complex. Therefore, we have developed a multiphysics analysis scheme for the electrolysis, reaction, and temperature distribution in a solid oxide cell during co-electrolysis, and organized the dominant factors for its performance.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究において開発された共電解中の固体酸化物形セル内の発電・反応・温度分布のマルチフィジックス解析スキームは学術的にも新しく，多数の学術論文や学会発表に至った．また本研究を遂行中にも共電解を用いた実証試験がいくつかスタートするなど注目を浴びている技術であり社会的意義も大きい．
|
