| 研究課題/領域番号 |
17H03185
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
白鳥 祐介 九州大学, 工学研究院, 准教授 (00420597)
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| 研究分担者 |
中島 裕典 九州大学, 工学研究院, 助教 (70432862)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
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| キーワード | エネルギー工学 / 固体酸化物形燃料電池 / 燃料改質 / 傾斜触媒反応場 / 内部改質 / 改質一体型モジュール / バイオガス / ペーパー触媒 / 直接内部改質 / 改質器一体型 |
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| 研究成果の概要 |
ペーパー触媒（PSC）配列により、改質反応場の反応・温度分布を制御する手法を確立した。PSCを充填した触媒プレートを単セルに積層させたモジュールを開発し、10%加湿模擬バイオガスを供給して、電気炉温度800oCにおいて、定電流試験（@0.2 A cm-2）を行った。その結果、異なるPSCを燃料流れ方向に配列した均一な温度分布が得られる傾斜触媒反応場を適用することで、均一触媒反応場適用時に比べ、モジュール電圧の低下率を半減させることに成功した。上記成果を2つのセル間に触媒プレートを配置した2セルモジュールに拡張し、電流密度0.8 A cm-2、燃料利用率70%において発電効率41%を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地球規模での燃料電池の普及には、既存インフラを使用可能な炭化水素燃料で作動するシステムの開発が不可欠である。本研究では、ペーパー触媒技術を応用し、改質反応場の温度分布を自在に調整できる手法を確立し、改質機能をスタック内部に押し込めた新コンセプトの固体酸化物形燃料電池（SOFC）モジュールを開発したが、これにより、発電効率が高められると同時にコストも低減されるため、社会受容性の高い燃料電池システムの創出が期待される。特に、開発途上国や新興国にはバイオマス賦存量に富む地域が多く、バイオマス廃棄物由来のバイオガスを直接電気に変換できる燃料電池システムが開発されれば、世界の低炭素化に大きく貢献できる。
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