| 研究概要 |
アンモニアは水素との間で相互変換が可能であり,常温で加圧すれば直ちに液体になるので,アンモニアを水素キャリヤーとして用いる方法がある。アンモニアは,理想的に分解すれば水素と窒素のみが生成され,燃料電池からの排気は水と窒素なので,環境負荷が小さい。また,高圧水素タンクに比べて燃料タンクの小型化が可能であり,液化圧力がアンモニアに近いLPGの技術や既存のインフラを応用できるなどの利点もある。そこで,本研究ではアンモニア改質の基本特性を明らかにし,ポータブル型燃料電池用アンモニア改質システムの可能性を探った。
本研究ではPEMFCの送電端出力を0.5kW,運転時間を7〜21時とし,給湯需要に合わせて燃料電池を運転させることを想定した。この場合,送電線からも電力を供給する系統連結運転が前提となる。計算により出力0.5kWにおける必要アンモニア流量,回収熱量を求め,一般家庭の1時間平均の給湯および電力需要量と照らし合わせることで,給湯および電力供給量を求め,需要量に対するPEMFCの供給割合も求めた。また必要アンモニア流量から,アンモニアタンク容量を100L=63.86kg-LNH3と想定した場合の運転可能日数を求めた。運転時間内では需要量をすべて補うことができず,需要量に対する供給割合は18〜90%となった。運転時間内において出力は0.5kWとなるが,7,12,15時においては需要量を上回ることになるため,余剰電力を売ることになる。
ポータブル型および家庭用燃料電池システムは,住宅用コージェネレーション等としてまだ十分普及しておらず,長期信頼性について運転時間も技術的な開発目標である4万時間の連続運転を達成したものはまだなく,今後の評価が重要となる。またコストが一般に従来施設に比べて高く,電気および熱の利用をうまく行わないと経済的でなくなることも技術的な課題である。
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