Insulating design for solid oxide fuel cells based on dielectrical properties at high temperatures

• Project/Area Number: 23561026
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Energy engineering
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: ISHIDA Masayoshi 筑波大学, システム情報系, 教授 (30272173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HANADA Nobuko 筑波大学, システム情報系, 助教 (00606634)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2013: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2012: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2011: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 固体酸化物形燃料電池 / 高温水素雰囲気 / 直流絶縁特性 / 無機絶縁材料 / 水素燃焼反応 / 電気伝導 / 部分放電 / 高温 / 直流

Research Abstract

The dielectric properties of inorganic materials in anode gas atmosphere of solid oxide fuel cells (SOFC) at high temperatures (600-850 deg C) were evaluated, and design concepts of primary insulation of SOFC are proposed. The evaluation of DC voltage insulating properties for various inorganic materials shows that magnesia is the best insulation material among them because it has the largest insulation resistance. The effects of anode gas component on dielectric properties were investigated for primary insulation of SOFC composed of magnesia mainly. It is clarified that hydrogen gas itself or heat and flame of hydrogen combustion generated by hydrogen leak degrade primary insulation performance.

Research Products

• [Journal Article] 高温水素雰囲気での各種無機材料に関する直流絶縁特性 (2014)
  • Author(s): 高橋晃一、花田信子、石田政義
  • Journal Title: 電気学会論文誌A（基礎・材料・共通部門誌） Volume: Vol.134
  • NAID: 130004438723
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高温型燃料電池における主絶縁劣化要因 (2013)
  • Author(s): 石田政義, 中川智之, 花田信子, 中山知紀
  • Journal Title: 燃料電池 Volume: Vol.12、No.3 Pages: 106-112
  • URL: http://www.fcdic.com/ja/kikanshi/toukouronbun/toukou03.pdf
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高温型燃料電池における主絶縁劣化要因 (2013)
  • Author(s): 石田政義，中川智之，花田信子，中山知紀
  • Journal Title: 燃料電池 Volume: Vol.12，No.3 Pages: 106-112
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高温型燃料電池内での高電圧誘起に関する考察 (2012)
  • Author(s): 石田政義, 中川智之, 花田信子, 中山知紀
  • Journal Title: 燃料電池 Volume: Vol.12、No.2 Pages: 106-114
  • NAID: 40019478343
  • URL: http://www.fcdic.com/ja/kikanshi/toukouronbun/toukou02.pdf
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高温型燃料電池内での高電圧誘起に関する考察 (2012)
  • Author(s): 石田政義，中川智之，花田信子，中山知紀
  • Journal Title: 燃料電池 Volume: Vol.12，No.2 Pages: 106-114
  • NAID: 40019478343
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高温水素雰囲気での各種無機材料に関する直流絶縁特性
  • Author(s): 高橋晃一, 花田信子, 石田政義
  • Journal Title: 電気学会論文誌A(基礎・材料・共通部門誌) Volume: (印刷中)
  • NAID: 130004438723
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 高温型燃料電池における主絶縁部の電気特性に対するアノードガス成分の影響 (2013)
  • Author(s): 花田信子, 戸邊澄人, 中山知紀, 石田政義
  • Organizer: 平成25年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
  • Year and Date: 2013-09-13
• [Presentation] 高温水素雰囲気での各種無機材料に関する直流絶縁特性 (2013)
  • Author(s): 高橋晃一, 花田信子, 石田政義
  • Organizer: 平成25年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
  • Year and Date: 2013-09-12
• [Presentation] 高温水素雰囲気での各種無機材料に関する直流絶縁特性 (2012)
  • Author(s): 高橋晃一, 花田信子, 石田政義
  • Organizer: 電気学会東京支部第3回学生研究発表会
  • Place of Presentation: 工学院大学
  • Year and Date: 2012-09-04
• [Presentation] 高温水素雰囲気での各種無機材料に関する直流絶縁特性
  • Author(s): 高橋晃一、花田信子、石田政義
  • Organizer: 平成25年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
• [Presentation] 高温型燃料電池における主絶縁部の電気特性に対するアノードガス成分の影響
  • Author(s): 花田信子，戸邊澄人，中山知紀，石田政義
  • Organizer: 平成25年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
• [Presentation] 高温水素雰囲気での各種無機材料に関する直流絶縁特性
  • Author(s): 高橋晃一，花田信子，石田政義
  • Organizer: 電気学会東京支部第3回学生研究発表会
  • Place of Presentation: 工学院大学