2015 Fiscal Year Research-status Report
溶融炭酸塩を用いた高機能ダイレクトカーボン燃料電池の開発
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15K05851
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| Research Institution | Osaka Prefecture University College of Technology |
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Principal Investigator |
杉浦 公彦 大阪府立大学工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00249814)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | MCFC / DCFC / 燃料電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
HF-DCFCに向けたDCFC特性取得と円筒型MCFC作成法の確立するために，今年度は3つの項目を立てて実施した．その結果，①MCFC単セルを用いたDCFC基本特性の取得と電解質種の決定に関しては，16cm2MCFC単電池を用いてDCFC発電の基本特性を検討するため，微粉化した活性炭，褐炭を炭酸塩と混合してアノード側流路へ充填するバッチ式の発電反応として評価した．その結果，活性炭は細孔が多いため電解質との濡れ性が悪いために性能は悪かった．しかし，褐炭は微量に含まれる硫黄成分が電解質との濡れ性を向上させることから性能は褐炭よりも良い結果となった．さらに，電解質も燃料や電極との濡れ性が良いLi/K系共晶塩の方がLi/Na系共晶塩よりも性能が良く，今後，HF-DCFCに向けて電解質はLi/K系共晶塩を基本とする．
②円筒型MCFC用回転式ドクターブレード装置の製作と電池構成材塗布法および焼結法の検討に関しては，円筒型MCFCの各電池構成材を塗布するため，卓上旋盤を低速回転できるように改造し，塗布用のガイドなどを設けた円筒型MCFC用回転式ドクターブレード装置を作製した結果，各構成材の厚み調整が容易となった．これを用いて各構成材スラリー粘度や焼結条件を元に塗布条件を検討した結果，各構成材が焼結後にも割れない条件を見出すことができた．
③円筒型MCFC性能評価装置製作は，2インチのステンレス管を横置きに設置し，管状炉を用いた評価装置を作成し，上記で作成した円筒型MCFCの性能評価を行った．その結果，装置は正常に稼働したが，円筒型MCFCの電解質充填量の最適化ができていないため，十分な性能を得ることができなかった．今後は，電解質充填方法について検討を行っていく予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
MCFCの電池構成でダイレクトカーボン燃料電池が運転できることが分かり，電解質や燃料などの構成についても決定することができた．また，ダイレクトカーボン燃料電池の心臓部である円筒型MCFCの作成方法も確立できたとともに，評価装置も完成したことから，当初計画通り進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画に基づき，ダイレクトカーボン燃料電池の心臓部である円筒型MCFCの基本特性の取得と運転条件の最適化について検討していく．
さらに，高機能ダイレクトカーボン燃料電池（HF-DCFC)の評価装置を作製年度前半で仕上げ，早めにHF-DCFCの運転時の問題点を抽出していくことで，最終年度の標準運転条件の決定に向けて進展させていく．
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| Causes of Carryover |
当初計画では，アメリカの国際会議へ参加する予定であったが，申請時までに成果が出なかったため参加しなかった．この海外出張分が平成28年度へ移行している．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度中に概ね研究成果が出たため，平成28年度はアメリカの国際会議で発表するべく準備をしている．また，HF-DCFC用評価装置も前倒しで製作するために，繰越金を使用していき予定である．
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