| 研究課題/領域番号 |
20K12244
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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64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 中部大学 |
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研究代表者 |
波岡 知昭 中部大学, 工学部, 教授 (90376955)
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| 研究分担者 |
橋本 真一 中部大学, 工学部, 教授 (60598473)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 再生可能エネルギー / ガス化 / 水素リッチガス / 固体酸化物形燃料電池 / 燃料極 / 炭素析出 / 酸化物電極 / 酸化物燃料極 / ダブルペロブスカイト / 層状ペロブスカイト / 複合酸化物燃料極 / 炭化水素含有燃料 / ガス化ガス駆動 / 炭化水素駆動燃料電池 / 酸化物触媒 / 酸化触媒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
炭化水素燃料で直接駆動することが可能な固体酸化物形燃料電池の電極触媒として酸化物電極触媒が提案されている。酸化物電極触媒は既存の金属触媒と比べ、炭化水素燃料に起因する劣化がほとんど生じないことが報告されている。我々はこのような酸化物電極触媒を用いた燃料電池を再生可能資源や廃棄物由来の可燃性ガスを燃料にも適用することを考え、特に酸化物電極触媒を用いたときの燃料種（炭化水素種）の違いが電気化学酸化速度および電極劣化に及ぼす影響を明らかにすることとした。
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| 研究成果の概要 |
SOFC用酸化物燃料極として、Sr2FeMo0.8Nb0.2O6-δ（SFMN）およびPrBa0.95(Fe0.9Nb0.1)O5（PBFN）の2つの材料を取り上げ、その最適調製条件、電極作製条件、および微量炭化水素暴露時の電極劣化特性を明らかにした。SFMNの固相法による最適調製条件は、焼成温度1175℃、加湿-1％H2/ArBalance雰囲気であった。また、分極抵抗はSFMN・PBFN共にNi/YSZ電極と比べ1桁程度高い値を示した。SFMNに対して微量炭化水素暴露実験を行ったところ、本実験条件の範囲内では電気化学的にも電極ミクロ構造的にも明確な劣化は観察されなかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
バイオマスや廃棄物の高効率エネルギー転換技術として、それらをガス化し、水素リッチガスを製造、その水素リッチガスを固体酸化物形燃料電池で発電するバイオマス・廃棄物ガス化燃料電池発電が検討されている。本研究では、その実現をめざし、水素リッチガス中に含まれる不純物に対して耐性のある電極材料を提案し、その性能評価を行った。提案した2つの材料のうち、Sr2FeMo0.8Nb0.2O6-δは、十分な電子導電性と不純物耐性を有していることが確認できた。しかし、発電性能の点で既存のNi/YSZ電極と比べ1桁程度低い性能であった。この点の改善が実用化への課題であることを明らかにした。
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