電気自動車搭載を目的とした固体電解質型燃料電池の高効率化と小型化

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10558071
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 伊原 学 東北大学, 反応化学研究所, 助手 (90270884)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊谷 昭文 東北大学, 反応化学研究所, 助手 (60006319) ; 霜垣 幸浩 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60192613)
• Keywords: 燃料電池 / 電気自動車 / 固体酸化物

Research Abstract

本研究では、電気自動車用電源として水蒸気改質を必要としない炭化水素燃料を用いた固体電界質型燃料電池の開発を行い、高効率化、小型化を目的とする。燃料としてドライメタン(水蒸気を添加しないメタン)を用い、炭化析出による出力低下の抑制を可能とする燃料極の開発とその操作条件の提案を行い、プロパンやLPGでの発電目指す。しかし、ドライメタン燃料での発電実験では大量の炭素が析出してしまい発電がすぐに困難となるため、異種電極間での性能の詳細な比較が困難である。そこで、アルゴン等の不活性ガスによりメタン燃料を希釈して炭素の析出が起こりにくい条件で発電特性を調べ性能を比較する必要がある。しかし、広く研究されてきた水素燃料においてさえ、燃料分圧に対する燃料極過電圧の依存性に対しては不明な点が多く存在する。今年度は、水素燃料を用いて水素燃料分圧と燃料極過電圧との関係およびメカニズムを明らかにして希釈実験によるデータから純水素及び純メタン燃料での特性を予測するための指針を示した。操作温度700℃〜1000℃において燃料極反応測度の酸素活量および水素分圧に対する依存を調べたところ、反応測度は酸素活量に対しては1次に比例し、水素分圧に対しては温度の上昇、分圧の増加とともに増加していることがわかった。これは、電極表面の吸着平衡を考えると説明できることが示唆された。