ポータブル型燃料電池用アンモニア改質システムの研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16560192
• Research Institution: Kogakuin University
• Principal Investigator: 雑賀 高 工学院大学, グローバルエンジニアリング学部, 教授 (20146731)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 千春 工学院大学, グローバルエンジニアリング学部, 助教授 (80296079)
• Keywords: 燃料電池 / 水素エネルギー / アンモニア分解 / 水素生成装置 / ポータブル電源装置 / 低濃度アンモニア除去

Research Abstract

アンモニアは水素との間で相互変換が可能であり,常温で加圧すれば直ちに液体になるので,アンモニアを水素キャリヤーとして用いる方法がある。アンモニアは,理想的に分解すれば水素と窒素のみが生成され,燃料電池からの排気は水と窒素なので,環境負荷が小さい。また,高圧水素タンクに比べて燃料タンクの小型化が可能であり,液化圧力がアンモニアに近いLPGの技術や既存のインフラを応用できるなどの利点もある。そこで,本研究ではアンモニア改質の基本特性を明らかにし,ポータブル型燃料電池用アンモニア改質システムの可能性を探った。
本研究では,燃料電池に必要な水素をアンモニア分解に加えて,太陽光発電による余剰電力,同じく余剰し格安となる商用深夜電力を用い,水を電気分解して得るという新しい家庭用コージェネレーションシステムの検討を行い,エネルギー収支を計算した。これらにより以下の知見を得た。
1.燃料電池,太陽電池,商用電力を併用したハイブリッド分散型発電システムの構築
2.太陽光発電の余剰電力による電気分解での水素生成,圧縮方法を確立
3.電力料金,二酸化炭素の排出量を考慮したシステムの最適化
4.本システムのエネルギー収支計算方法
5.本システムを搭載した場合と従来システムとを比較するシミュレーション方法と結果
6.固体高分子形燃料電池(PEMFC)の送電出力0.5kWとするとき,3kW以上の出力を持つ太陽電池アレイならば,本システムは2005年度の東京の一般家庭において,年間での電力料金および二酸化炭素の排出量を削減可能である。
以上をふまえ,本研究の成果は地震や停電などの災害にも強い対応力を持つ新しい家庭用コージェネレーションシステムの可能性を示唆している。