| 研究課題/領域番号 |
20H02437
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
畑田 直行 京都大学, 工学研究科, 助教 (00712952)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
|
|---|
| キーワード | プロトン伝導セラミックス型燃料電池 / PCFC / 二酸化炭素 / 二酸化硫黄 / 過電圧 / 空気極 / 酸素極 / 被毒 / プロ ト ン 伝導セラ ミ ッ ク ス型燃料電池 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、プロトン伝導セラミックス型燃料電池（PCFC）の酸素極へ実際の空気を供給した際に起こる微量ガス種（CO2, SO2など）の吸着現象・副反応と、それが電極反応へ及ぼす影響を、電気化学測定および熱力学解析を駆使して明らかにする。その結果に基づき、微量ガス種による電気化学反応阻害を防止し、空気を用いて安定的に発電するためのPCFC電極・電解質の材料選択指針および動作条件指針を提案し、実証する。
|
| 研究成果の概要 |
La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ (LSCF6428) 酸素極とBaZr0.8Y0.2O3-δ (BZY20) 電解質を用いたプロトン伝導セラミックス型燃料電池（PCFC）の酸素極へ空気を供給した際の短期的な過電圧増大の主因となる気相成分はCO2であると特定された。PCFCの動作温度域（500-600℃）において、CO2はLSCF酸素極表面およびBZY電解質表面にわずかに（均一に付加した場合単分子層程度）収着することがわかった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果である空気中の微量成分の酸素極への影響とそのメカニズムは、PCFCの酸素極で空気をそのまま利用し安定的に発電することにつながる先駆的な知見である。将来的にはPCFCの実用化と水素社会の実現に貢献することが期待される。また、高温の雰囲気制御下において粉末表面での微量の気固反応を捉える本研究の手法は、他の基礎研究にも応用できる可能性がある。
|
