Research and Development of Fuel Cell System Using Liquid Fuel

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24360367
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 百留 忠洋 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋工学センター, グループリーダー代理 (90359133)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 液体燃料電池 / 海中機器 / 深海圧力環境

Outline of Annual Research Achievements

本研究開発では、燃料および酸化剤を液体であるダイレクトメタノール形燃料電池を用い、深海の高圧力環境にシステムを曝露させ、耐圧容器を用いずにシステムの軽量化を図り、深海用電源としての可能性を調査した。
実験を通して、メタノールと過酸化水素水は循環ポンプにより常時循環し、未反応液はそれぞれの容器に戻したのち、発電に再利用する。この際、今回のシステムでは反応式によるとアノードでは反応物として二酸化炭素が発生し、循環させることで供給側のメタノールに混入してしまうことが確認された。このことにより、メタノールの濃度が希釈され、発電時間に応じて発電量が少なくなってしまうことが明らかになった。また供給側のメタノールに二酸化炭素が混入することで反応膜を被毒してしまい膜の劣化の促進要素になりこれも発電量低下に関係するという課題を得た。さらにカソードでは水と酸素が生成されるが、この生成水を循環することで過酸化水素水を希釈してしまい発電量を低下させる課題も得た。このことにより、液体燃料電池システムに対して閉鎖式循環型は効率がよく効果的な発電には適さないことが確認された。この実験結果より2つの発電モジュールをもつ閉鎖式完全消費型の燃料電池システムに切り替え、システムを製作し発電試験を実施した。この方式で発電量を一定に保てることが確認できた。また発電試験を通して、温度による発電量の依存性を確認した。さらに、高圧環境を模擬した試験により環境圧が高まるにつれ発電量が増加することが確認でき、深海の高圧環境でシステムを曝露することにより発電効率が向上することを示唆する成果を得た。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。