| 研究課題/領域番号 |
20K04323
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
荒木 拓人 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90378258)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 水蒸気電解 / 二酸化炭素共電解 / メタネーション / 逆シフト反応 / SOEC / 二酸化炭素電解 / 共電解 / 固体酸化物形電解セル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
固体酸化物形セルに水蒸気と二酸化炭素を供給し同時電解（共電解）を利用するシステムは，シンプルなプロセスから高いエネルギー効率で炭化水素系燃料を合成可能なため，再生可能エネルギーからのインフラ適合性の高い燃料製造，電力負荷平準デバイスとして期待できる．ただし，水蒸気・二酸化炭素電解反応および逆水性シフト反応は吸熱反応であり，セル内の温度や反応分布の要因は複雑であるため，その系統的な理解やセル構造の最適化はほとんどされていない．
そこで共電解セル中に適用できるマルチフィジックス解析スキームを開発し，その性能・劣化に対する支配因子を整理することとした．
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| 研究成果の概要 |
固体酸化物形セルに水蒸気と二酸化炭素を供給し同時電解（共電解）を利用するシステムは，シンプルなプロセスから高いエネルギー効率で炭化水素系燃料を合成可能なため，再生可能エネルギーからのインフラ適合性の高い燃料製造，電力負荷平準デバイスとして期待できる．ただし，水蒸気・二酸化炭素電解反応および逆水性シフト反応は吸熱反応であり，セル内の温度や反応分布の要因は複雑であるため，共電解中の固体酸化物形セル内の電解・反応・温度分布のマルチフィジックス解析スキームを開発し，その性能に対する支配因子を整理した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究において開発された共電解中の固体酸化物形セル内の発電・反応・温度分布のマルチフィジックス解析スキームは学術的にも新しく，多数の学術論文や学会発表に至った．また本研究を遂行中にも共電解を用いた実証試験がいくつかスタートするなど注目を浴びている技術であり社会的意義も大きい．
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