| 研究課題/領域番号 |
18H01629
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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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| 審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
川口 淳一郎 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 名誉教授 (10169691)
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| 研究分担者 |
川田 達也 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (10271983)
八代 圭司 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (20323107)
池田 博英 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究領域主幹 (10770729)
岡屋 俊一 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 参与 (50724241)
松本 純 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (60791887)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 燃料電池 / 推進機関 / 亜酸化窒素 / 固体酸化物燃料電池 / 酸素改質 / 水素キャリア / 宇宙機 / 宇宙探査機 / 固体酸化物セル / 固体電解質 / 改質器 / ダイレクトメタノール燃料電池 / 統合型電源 |
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| 研究成果の概要 |
宇宙機用液体推進剤を利用した燃料電池発電がシステムとして機能することが確認された。
亜酸化窒素の酸素改質を固体酸化物で行わせるSOFC 燃料電池の発電実験を行った。燃料、酸化剤として、宇宙機搭載が可能な組み合わせである亜酸化窒素と加水エタノールを用い、改質器等を介さず直接燃料極に供給するシンプルな系で、実際に発電を実証できた。実証では、エタノール水混合溶液(エタノール25％)を室温(20℃)で気化させ、アルゴンをキャリアガスとして供給した。開回路起電力と電流密度は実用化に向けて良好であった。性能は電極触媒への燃料供給の最適化等によりさらに高めることが可能である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
液相で輸送、貯蔵可能な、宇宙機搭載の酸化剤および燃料を用いた「液－液」燃料電池の実用性を確認できた。
宇宙機用液体推進剤を利用した燃料電池発電が、比較的単純な構成でシステムとして機能することが確認された。非凍結性と推進性能、および発電性能の3重の機能の同時実現は、宇宙機において格別な意義をもつ。短時間に高電力の運用を行うために、過剰な電源系を装備させることを回避でき、とくに深宇宙におけるミッションを大きく拡張することにつながる。得られた知見から、バイオエタノールの採用で、脱炭素社会の実現をうながす水素キャリアとしての社会・産業応用へ通ずる。
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