Development of biomass fueled high temperature fuel cell with high durability against carbon deposition

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K18327
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 立川 雄也 九州大学, 工学研究院, 助教 (70587857)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: バイオマス / 炭素固定化 / 固体酸化物形燃料電池 / 高性能化 / 低炭素化

Outline of Annual Research Achievements

再生可能エネルギーとして着目されるバイオマスエネルギーの有効活用に向けて、国内外に広く薄く分散しているバイオマスを高効率に電気に変換する技術として注目される固体酸化物形燃料電池（SOFC）の利用を検討した。特にバイオマスエネルギーが有するカーボンニュートラルという特長をさらに引き出すカーボンマイナスを実現するべく、二酸化炭素の固定化技術について実験と解析技術を連携させつつその影響と効果を評価した。本年度は、１年目のIn-situ可視化技術を活用した炭素析出の観察結果、および2年目の検証結果に基づいて、酸化還元に耐久性を有し、炭素析出に対して構造の破壊が抑制される電極構造を検討した。当初想定していた材料のみで構成された場合、導電性の低い層が高抵抗層として現れるため、導電性材料を用いた導電性パスの構築も同時に検討した。しかし、炭素析出しやすい条件下での運転に耐久性を有するような電極構造、つまり、炭素析出量及び分布の制御が可能な材料の開発は十分な成果として得られなかった。また、2年目から本格的に開始した炭素固定化・分離技術については、昨年度実施した二酸化炭素排出削減効果の定量化に引き続き、固定化・分離機構の検討を行った。炭素の析出反応の進行は電気炉内で想定どおりの結果が得られ、その分離についてさらに検証を行った。分離の際に空気の混入を抑制するためのバリア機構などが、さらにこの分離機構に必要であるため、本事業終了後も開発を継続する予定である。