石炭チャーを直接燃料とするダイレクトカーボン燃料電池の開発

• 研究課題/領域番号: 25630064
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 渡部 弘達 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40551825)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 燃料電池

研究成果の概要

チャーを燃料とするダイレクトカーボン燃料電池(DCFC)を開発し，発電メカニズムを明らかにした．まず，溶融炭酸塩に対するチャーの濡れ性が良好な場合に，DCFCの連続発電が行えることを明らかにした．また，電極周りの炭素割合の増加に伴い，COが生成する部分酸化反応が進行することを明らかにした．さらに，単一チャーを用いたDCFC発電実験も行い，発電後の炭素表面の形状変化を明らかにした

研究成果

• [雑誌論文] Impact of Ternary Carbonate Composition on the Morphology of the Carbon/Carbonate Slurry and Continuous Power Generation by Direct Carbon Fuel Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirotatsu Watanabe, Akihiro Kimura, Ken Okazaki
  • 雑誌名: Energy & Fuels 巻: 30 号: 3 ページ: 1835-1840
  • DOI: 10.1021/acs.energyfuels.5b02224
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrochemical Oxidation of Activated Carbon and Coal Chars in a Direct Carbon Fuel Cell Using Carbon/Carbonate Slurry Stirred by Ar Bubbling (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirotatsu Watanabe, Tomoaki Furuyama, Ken Okazaki
  • 雑誌名: JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 巻: 49 号: 3 ページ: 237-242
  • DOI: 10.1252/jcej.14we288
  • NAID: 130005137811
  • ISSN: 0021-9592, 1881-1299
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancing the efficiency of direct carbon fuel cells by bubbling Ar gas in carbon/carbonate slurry (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirotatsu Watanabe, Tomoaki Furuyama, Ken Okazaki
  • 雑誌名: Journal of Power Sources 巻: 273 ページ: 340-350
  • DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.09.079
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrochemical oxidation of activated carbon and coal chars in a direct carbon fuel cell using carbon/carbonate slurry stirred by Ar bubbling (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirotatsu Watanabe, Tomoaki Furuyama, Ken Okazaki
  • 雑誌名: Journal of Chemical Engineering of Japan 巻: in press
• [学会発表] The impact of ternary carbonate composition on the morphology of carbon/carbonate slurry and continuous power generation by direct carbon fuel cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirotatsu Watanabe, Akihiro Kimura, Ken Okazaki
  • 学会等名: 5th Sino-Australian Symposium on Advanced Coal and Biomass Utilisation Technologies
  • 発表場所: Hilton Wuhan Optics Valley (Wuhan, China)
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Direct carbon fuel cell using carbon/carbonate slurry stirred by inert gas bubbling and effect of carbon content on its performance (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirotatsu Watanabe, Akihiro Kimura, Ken Okazaki
  • 学会等名: International Conference on Coal Science & Technology 2015
  • 発表場所: Melbourne Convention and Exhibition Centre (Melbourne, Australia)
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] カーボンスラリーを用いたダイレクトカーボン燃料電池の発電特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡部弘達, 木村明宏, 岡崎健
  • 学会等名: 第52回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡)
  • 年月日: 2015-06-03
• [学会発表] 粉末状固体炭素を直接燃料とするダイレクトカーボン燃料電池におけるクーロン効率の向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡部弘達, 古山知諒, 岡崎健
  • 学会等名: 第55回電池討論会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-21
• [学会発表] ダイレクトカーボン燃料電池のアノードにおける 固体炭素の反応特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡部 弘達, 古山 知諒, 岡崎 健
  • 学会等名: 第51回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: アクトシティ浜松・コングレスセンター（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-23
• [学会発表] 石炭チャーを直接燃料とするバブリング型ダイレクトカーボン燃料電池の発電特性とアノードオフガス特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古山 知諒, 渡部 弘達, 岡崎 健
  • 学会等名: 第51回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: アクトシティ浜松・コングレスセンター（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-23
• [学会発表] 単一カーボン粒子を用いたダイレクトカーボン燃料電池におけるアノード反応挙動の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡部弘達, 古山知諒, 岡崎健
  • 学会等名: 化学工学会第79年会
  • 発表場所: 岐阜
• [学会発表] 微粉炭チャーを直接燃料とするバブリング型ダイレクトカーボン燃料電池の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古山 知諒, 渡部 弘達, 岡崎 健
  • 学会等名: 化学工学会第79年会
  • 発表場所: 岐阜
• [備考]
  • URL: http://www.mech.titech.ac.jp/~epl/
• [備考] 東京工業大学大学院理工学研究科機械制御システム専攻エネルギー事象分野
  • URL: http://www.mech.titech.ac.jp/~epl/
• [備考] エネルギー事象分野 岡崎研究室
  • URL: http://www.mech.titech.ac.jp/~epl/