| 研究課題/領域番号 |
15K14300
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
加藤 之貴 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (20233827)
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| 研究分担者 |
劉 醇一 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70376937)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 固体酸化物電気分解セル / 水素 / 水 / 再生可能エネルギー |
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| 研究実績の概要 |
再生可能エネルギーの普及に伴い、その不安定な非定常電力の活用が今後重要である。固体酸化物電気分解セル（Solid Oxide Electrolysis Cell）による高温水電気分解は効率良く水素製造が可能である。本研究は再生可能エネルギーの余剰の非定常電力を活用したSOECによる水素製造が目的である。従来のSOECの課題は大面積化が困難な点である。そこで金属基板上にSOEC層を形成した金属基板SOECを開発した。
金属基板SOEC単層セルを作成した。サイズはボタンセルとして直径20 mmの金属基板SOECを準備した。ガス拡散向けのμｍオーダーの細孔を多数開ける。電解質については酸素イオン拡散性を有するYSZを主材料にした、通常は1500℃以上の昇温過程を要する。そこで低温焼結材料とYSZ微粒子の複合材料を塗布した形状とした。この手法で目的とするセルの形成が可能であることを示した。また、このセルを実用に供した場合の有効性を検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
既存では検討のほとんど無い、金属基板SOEC単層セルを作成した。サイズはボタンセルとして直径20 mmの金属基板SOECを準備した。ガス拡散向けのμｍオーダーの細孔を多数開ける。電解質については酸素イオン拡散性を有するYSZを主材料にした、通常は1500℃以上の昇温過程を要する。そこで低温焼結材料とYSZ微粒子の複合材料を塗布した形状とした。この手法で目的とするセルの形成が可能であることを示した。
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| 今後の研究の推進方策 |
種々の温度域、温度変化での基板とSOEC層の接合性を確認し、金属基板の候補材料を選定する。得られたボタンセルは両面を管状のガラスを間にしてセラミックチューブで挟みを電気炉内に設置し水蒸気電気分解試験を行う。反応温度、水蒸気分圧を固定した後、ポテンショメーターを用いて電流－電圧を印加し電気分解特性を測定する、同時に発生水素量をガスクロマトグラフィーで分析し、電気分解効率を明らかにする。電気分解時間に応じたセルの耐久性を確認する。セル使用後はセル断面の金属拡散をEDXを用いた観察する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
試薬を購入予定であったが予定より材料が節約できたため。次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究をより推進し試薬を活用した実験の実施を進める。
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