燃料電池の高性能化に関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62603016
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 竹原 善一郎 京都大学, 工学部, 教授 (00025892)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松田 好晴 山口大学, 工学部, 教授 (90028986) ; 太田 健一郎 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (30011216) ; 内田 勇 東北大学, 工学部, 教授 (50005302) ; 伊藤 靖彦 京都大学, 工学部, 助教授 (20026066) ; 岩原 弘育 鳥取大学, 工学部, 教授 (80023125)
• Keywords: 燃料電池 / エネルギー変換 / 高温電池 / 固体電解質 / 溶融炭酸塩 / 酸化物イオン導電体 / アルコール

Research Abstract

1.高温型固体電解質燃料電池の高性能化に関する研究
(1)従来の電池では電解質に酸化物イオン導電体が用いられているが, 燃料ガス中に水蒸気を混入せず高性能が期待できるプロトン導電体を電解質に用いることを新しく提案し, その薄膜化について研究した.
(2)酸化物イオン導電体を用いる電池のエネルギー変換効率を向上させる目的で, 電池内での熱収支を検討し, カソード側でのエントロピー変化に基づく発熱とアノード側での燃料改質による吸熱をうまくバランスさせることにより高いエネルギー変換効率が得られることを示した.
2.溶融炭酸塩型高温燃料電池の高性能化に関する研究
(1)電池の高性能化には腐食性の高い溶融アルカリ炭酸塩中で安定で, 触媒性のすぐれたガス拡散電極の作製が重要で, その目的で, ニッケル多孔体表面を, 分散メッキにより被覆した電極を用い, 電極表面積, 構造, ガス拡散性, 触媒特性, ぬれ特性などが電極機能に与える影響を明らかにした.
(2)カソードには現在酸化ニッケルを用いているが, それが安定に作動するための電解質組成を検討し, リチウムイオンの割合の高いアルカリ金属炭酸塩を電解液に用いるとよいことを明らかにした.
3.直接型アルコール燃料電池の高性能化に関する研究
(1)電池の中でのアルコールと酸素の直接反応を防ぎ, 電池の高性能化を計る手段として, 表面をプラズマプロセスを用いて改良した陽イオン交換膜を電解質に用いることを提案した.
(2)アルコールを電極上で二酸化炭素に還元し, 電極性能を向上するための触媒の作成条件を明らかにした. 特に白金触媒の粒子サイズの最適値や最適添加量を明らかにし, ルテニウムとの複合利用により高性能が得られることを示した.

Research Products

• [Publications] 岩原弘育: Int.J.Hydrogen Energy. 12. 73-77 (1987)
• [Publications] 内田 勇: J.Electroanal.Chem.209. 125-133 (1986)
• [Publications] 太田 健一郎: 電気化学. 55. 323-326 (1987)
• [Publications] 太田 健一郎: 防食技術. 36. 559-563 (1987)
• [Publications] 松田好晴: Bull.Chem.Soc.,Japan. 59. 3973-3974 (1986)
• [Publications] 渡辺政広: J.Electroanl.Chem.229. 395-406 (1987)
• [Publications] 松尾 拓 編: "エネルギーの変換技術(昭和62年度研究成果報告書)" 文部省科学研究費補助金, 重点研究エネルギー, エネルギー変換班, 326 (1988)