| 研究課題/領域番号 |
21K18689
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
岩井 裕 京都大学, 工学研究科, 教授 (00314229)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 改質 / 混合燃料 / 固体酸化物形燃料電池 / 燃料極 / 実験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
固体酸化物形燃料電池(SOFC)にアンモニアと加湿メタンの混合燃料を直接供給することによるSOFCの新規温度制御法の実現性を実験的に明らかにする。典型的なSOFC燃料極であるNi-YSZやNi-GDCの混合多孔質体を主な対象として、アンモニア、メタン、水蒸気の混合ガスを供給し、排出ガスの組成を調べることで燃料極における改質・分解反応の基礎特性を明らかにする。またアンモニアによるメタン水蒸気改質反応の抑制現象の原因を解明する。さらに混合燃料に対する反応速度モデルを提案し、その妥当性を検証する。
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| 研究成果の概要 |
アンモニアとメタンの混合ガスを燃料として直接供給する、固体酸化物形燃料電池の新しい運転方法の実現可能性を実験的に明らかにした。発電時の排熱を有効利用するとともに、セルの新しい温度分布管理手法となる可能性がある。混合ガスではアンモニア分解反応がメタン水蒸気改質反応よりも優先的に進行し、生成された水素の酸化反応が電気化学反応の主反応として進行することが明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を通じて、アンモニア-メタン混合燃料を用いることによる新たなセル温度制御手法の実現性を示すとともに、セル性能予測に必用な混合燃料供給時の起電力のの簡易予測手法を確立した。さらに小型セルによる実験により、発電性能の基礎特性を取得することができた。アンモニアとメタンの組み合わせに限らず、広く混合ガス燃料を直接供給するSOFCの理解が進むことが期待される。
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