| 研究課題/領域番号 |
19K21067
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| 補助金の研究課題番号 |
18H05887 (2018)
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 (2019)
補助金 (2018) |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
志村 敬彬 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (70814143)
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| 研究期間 (年度) |
2018-08-24 – 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 |
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 固体酸化物形燃料電池 / 固体酸化物形電解セル / 三次元電極微細構造再構築 / 酸素同位体ラベリング / 二次イオン質量分析法 / 電極微細構造 / 劣化 / 三次元微細構造再構築 / 三次元微細構造解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界的な喫緊の課題であるエネルギー問題解決のために，多様なエネルギー源を有効に活用するためのシステム作りが強く求められている．固体酸化物形燃料電池（SOFC）およびその逆モード運転である固体酸化物形電解セル（SOEC）技術をエネルギーシステムの中に組み込むことにより，発電と燃料合成を高い変換効率にて実現できると期待されている．この技術の幅広い導入のためには，長期間の運転におけるSOFC/SOEC の変換効率の低下を防ぐことが必要である．本研究では，性能の劣化要因を，セルの電極微細構造の観点から明らかにすることを目指す．
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| 研究成果の概要 |
固体酸化物形セルのNi-YSZおよびNi-GDC燃料極の燃料電池モードおよび電解セルモードにおける性能変化と電極微細構造の相関を，三次元電極微細構造の定量評価により検証した．また，LSM-YSZ空気極の酸素同位体ラベリング試験と，三次元電極微細構造解析を組み合わせ，実電極構造における反応メカニズムを検証した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
SOFCおよびSOECの技術は，多様な電源から構成される電力系統において，需給バランスを向上させるために期待されている技術であり，長期間運転における電極性能の耐久性向上はSOFC/SOECシステムの大規模導入のために必須の課題である．本研究により，電極の両運転モードにおける性能変化と電極構造の相関，実電極における反応メカニズムに関して，より高性能な電極設計に必要な知見を得ることができた．
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