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電気化学的部分酸化による排熱のエクセルギー再生

研究課題

研究課題/領域番号 23560244
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関早稲田大学

研究代表者

中垣 隆雄  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30454127)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2011年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードエネルギー利用 / エネルギー変換 / エクセルギー / 排熱利用 / 多孔質体 / 水素製造 / 固体酸化物形燃料電池 / Gadolinia Doped Ceria / 固体電解質形燃料電池 / スパッタリング法 / ドライメタン / 白金 / アルミナ / ナノスケール / 排熱回収 / 電気化学的部分酸化 / 低温作動 / マイクロチューブ / GDC / CO生成
研究概要

マイクロタービンと組み合わせたシステムで8.5ポイントの発電効率向上を得られるEPOxのセル性能と熱取込を,円筒擬似二次元の非等温モデルによる数値解析によって定量化してSOFCの目標を設定した.電極・電解質層に求められるマルチフィジックスな輸送特性を高いレベルで満足するキャラクタリゼーションと製法を確立してから,低温における部分酸化の選択性,炭素析出の抑制力の高いPt/Al2O3触媒をRFスパッタリング法によりアノードと電解質層の界面に実装した.その結果,ドライメタンによる600℃における最大電力密度は207.5mW/cm2,電気化学的部分酸化のCO選択率として84.3%を達成した.

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 化学反応による排熱回収で高効率発電2014

    • 著者名/発表者名
      中垣隆雄
    • 雑誌名

      電気学会誌

      巻: 134 号: 3 ページ: 156-160

    • DOI

      10.1541/ieejjournal.134.156

    • NAID

      130003393389

    • ISSN
      1340-5551, 1881-4190
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] 電気化学的部分酸化による排熱のエクセルギー再生を目的とした固体酸化物形燃料電池の性能評価2013

    • 著者名/発表者名
      尾関高行,中垣隆雄
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 79 号: 804 ページ: 1583-1593

    • DOI

      10.1299/kikaib.79.1583

    • NAID

      130003374883

    • ISSN
      0387-5016, 1884-8346
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電気化学的部分酸化における燃料ガス組成によるアノード反応機構の検討2013

    • 著者名/発表者名
      平野文康,古市直人,細山圭介,中垣隆雄
    • 学会等名
      化学工学会第78年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロチューブ型SOFCを用いたメタンの電気化学的部分酸化による中低温排熱のエクセルギー再生(中低温で高性能なSOFC作製方法の確立)2012

    • 著者名/発表者名
      古市直人,日置祥一朗,平野文康,中垣隆雄
    • 学会等名
      日本機械学会第17回動力エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 円筒型SOFCを用いたメタンの電気化学的部分酸化による排熱のエクセルギー再生(数値計算による熱取込量と発電性能の定量化)2011

    • 著者名/発表者名
      日置祥一朗,尾関高行,伊藤春華,中垣隆雄
    • 学会等名
      日本機械学会第16回動力・エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロチューブ型SOFCを用いたメタンの電気化学的部分酸化による中低温排熱のエクセルギー再生(中低温で高性能なSOFC作製方法の確立)

    • 著者名/発表者名
      古市直人,日置祥一朗,平野文康,中垣隆雄
    • 学会等名
      日本機械学会第17回動力エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気化学的部分酸化における燃料ガス組成によるアノード反応機構の検討

    • 著者名/発表者名
      平野文康,古市直人,細山圭介,中垣隆雄
    • 学会等名
      化学工学会第78年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 円筒型SOFCを用いたメタンの電気化学的部分酸化による排熱のエクセルギー再生(数値計算による熱取込量と発電性能の定量化)

    • 著者名/発表者名
      日置祥一朗,尾関高行,伊藤春華,中垣隆雄
    • 学会等名
      日本機械学会第16回動力エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [図書] 未利用熱エネルギー活用の新開発と採算性を重視した熱省エネ新素材・新製品設計/採用のポイント2014

    • 著者名/発表者名
      中垣隆雄ほか
    • 総ページ数
      700
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 早稲田大学大学院環境・エネルギー研究科 修士論文概要

    • URL

      http://www.waseda.jp/weee/teacher7.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 早稲田大学大学院環境・エネルギー研究科 修士論文概要

    • URL

      http://www.waseda.jp/weee/master/teacher7.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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