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システム最適化した高効率集光型太陽電池水素生成機構の高精度コスト試算モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K05015
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
研究機関宮崎大学

研究代表者

太田 靖之  宮崎大学, 工学部, 准教授 (10518450)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード集光型太陽電池 / 固体高分子型水電解 / Power to Gass / 太陽光‐水素製造 / 固体高分子(PEM)水電解 / 再生可能エネルギー / Solar to Hydrogen / 固体高分子型水電解装置
研究成果の概要

太陽光エネルギーから直接電気エネルギーに変換する太陽電池と水電解との組み合わせは、クリーンな水素を生成する方法の一つとして期待できる。集光型太陽電池と水電解装置により構成された水素製造装置は、屋外での実動作において太陽光の18%以上を水素エネルギーに変換できることを実証した。また、太陽光をもとにした水素と二酸化炭素との触媒反応により連続的にメタン合成できることを屋外実証システムより明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽電池と水電解から得られるCO2フリー水素の社会実装のために、本屋外実証システムから得られた実稼働データは、太陽光水素生成効率の向上のほか、システムの耐久性向上や水素生成コスト試算モデルの構築を可能とする。実際の太陽光をもとにした水素もしくはメタン生成は、貯蔵可能なエネルギーを地域で生成することが可能となり、エネルギーの地産地消が実現できる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Performance analysis of sabatier reaction on direct hydrogen inlet rates based on solar-to-gas conversion system2021

    • 著者名/発表者名
      Wai SoeHtet、Ota Yasuyuki、Nishioka Kensuke
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 46 号: 53 ページ: 26801-26808

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2021.05.156

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of a Sabatier Reaction Utilizing Hydrogen Produced by Concentrator Photovoltaic Modules under Outdoor Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Wai SoeHtet、Ota Yasuyuki、Sugiyama Masakazu、Nishioka Kensuke
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 10 号: 9 ページ: 3144-3144

    • DOI

      10.3390/app10093144

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Highly efficient 470 W solar-to-hydrogen conversion system based on concentrator photovoltaic modules with dynamic control of operating point2018

    • 著者名/発表者名
      Ota Yasuyuki、Yamashita Daiji、Nakao Hiroshi、Yonezawa Yu、Nakashima Yoshiyasu、Ebe Hiroji、Inagaki Makoto、Mikami Rui、Abiko Yoshiya、Iwasaki Takashi、Sugiyama Masakazu、Nishioka Kensuke
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 11 号: 7 ページ: 077101-077101

    • DOI

      10.7567/apex.11.077101

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Performance Analysis of Power to Gas System based on Concentrator Photovoltaic Modules under Outdoor Operations2021

    • 著者名/発表者名
      SoeHtet Swe, Yasuyuki Ota, Masakazu Sugiyama, Kensuke Nishioka
    • 学会等名
      17th International Conference on Concentrator Photovoltaic Systems
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽光発電を用いた水電解電気化学セルの水素変換効率評価および全国における水素発生ポテンシャル予測2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊 将貴, 太田 靖之, 西岡 賢祐
    • 学会等名
      第17回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Verification of Accuracy in Spectrum-energy Model for Tandem Solar Cell2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Saiki, Hiroki Tawa, Kenji Araki, Yasuyuki Ota, Kensuke Nishioka
    • 学会等名
      The 29th International Photovoltaic Science and Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High Efficiency Solar to Chemical Conversion System based on Sub-kilowatt-scale Concentrator Photovoltaic Modules under Outdoor Operation2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Ota, Soe Htet Wai, Daisuke Yugoshi, Kensuke Nishioka
    • 学会等名
      The 7th Korea - Japan Joint Seminar on PV
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Water Quality on Hydrogen Production for Solar to Hydrogen System Combining Photovoltaic Module and Electrochemical Cell2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yugoshi, Soe Htet Wai, Yasuyuki Ota, Yoshihiro Suzuki, Kensuke Nishioka
    • 学会等名
      The 7th Korea - Japan Joint Seminar on PV
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サブキロワットスケール太陽光水素生成システムの高効率屋外動作2018

    • 著者名/発表者名
      太田 靖之, 杉山 正和, 西岡 賢祐
    • 学会等名
      第15回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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