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

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10558071
• 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

固体酸化物型燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell:SOFC)は燃料のギブス自由エネルギーを直接電力に変換する高効率な発電システムであり、大型発電だけでなく、電気自動車用の電源などの小型発電にも期待が高まっている。現在、燃料に水素を用いたSOFCの研究が数多く報告されているが、燃料供給の利便性やさらなる効率の向上を考えると、炭化水素を水蒸気添加せずにドライメタン燃料として用いることが望まれる。その電極開発では燃料を希釈した実験から多くの知見が得られるものと期待できる。しかし、燃料極特性の燃料分圧依存性はそれぞれの報告で異なる依存性が示されている場合が多く、そのメカニズムについてはH_2燃料においても確立されていないなかった。昨年度は、ドライメタンを燃料としたSOFC開発の前段階として、燃料にH_2を用いて各燃料分圧、操作温度における燃料極過電圧を測定し、燃料極過電圧のH_2分圧依存性を検討し、すでに報告されている実験結果も含め全てを説明しうる包括的な燃料極反応機構を提案した。本年度は、実際に希釈したドライメタン燃料を用いて発電実験を行い、水素燃料の場合と比較することでその反応機構の提案を行い、ドライメタン燃料を用いた電極開発のための指針を得ることができた。

Research Products

• [Publications] Manabu Ihara et al.: "Investigation of reaction mechanism on Ni/YSZ anodes and Pt/YSZ anodes in solid oxide fuel cells with H_2 and dry CH_4"Proc.of 4th European Solid Oxide Fuel Cell Forum. 2. 335-344 (2000)
• [Publications] Marabu Ihara et al.: "Competitive adsorption reaction mechanism on Ni/YSZ cermet anodes in H_2-H_2O solid oxide fuel cells"Journal of Electrochemical Society. (accepted). (2001)
• [Publications] Marabu Ihara et al.: "Similarity and difference of DC polarization characteristics and electrode reaction between Ni/YSZ anodes and Pt/YSZ anodes in SOFCs with dry CH_4 fuel"Proc.of 7th international symposium on SOFC. (accepted). (2001)
• [Publications] J.Vanherle et al.: "Concept and Technology of SOFC for Electric Vehicles"Solid State Ionics. (accepted). (2000)
• [Publications] J.Vanherle et al.: "Improved tuldar SOFC for quick thermal cycling"Proc.of 4th European Solid-Oxide Fuel Cell Forum. 2. 251-260 (2000)