| 研究課題/領域番号 |
16K05958
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
稲葉 稔 同志社大学, 理工学部, 教授 (80243046)
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| 研究分担者 |
橋之口 道宏 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (60377801)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 水素エネルギー / アンモニア / 固体酸化物形燃料電池 / アノードサーメット / ニッケル合金 / 高温プロトン伝導性酸化物 |
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| 研究実績の概要 |
水素を二次エネルギーとして利用する水素エネルギー社会では、水素がエネルギー媒体の中心的な役割を果たすが、水素は常温で気体であるため、貯蔵、輸送の効率が低いという問題点がある。そこで、常温で液体であるアンモニア等の化合物が水素代替の二次エネルギー媒体として期待されている。本研究ではアンモニアを燃料とした固体電解質形燃料電池(SOFC)の開発を目指し、その要素技術の開発を行った。平成28-29年度はアンモニア燃料に活性の高いNi-Cr触媒を開発し、700～900℃で高い発電性能および安定性を有することを見出した。
応用先として自動車用途までをも考えた場合、さらなる低温化が必要である。そこで、500℃程度の低温でも高いイオン伝導性を示すプロトン伝導性セラミックスを電解質として用いたSOFCの開発を進めたが、従来から用いている酸化物イオン伝導性のアノード、カソードとプロトン伝導性の電解質膜との間のインピーダンスが高く、十分な特性が得られなかった。そこで、平成30年度は電解質のみならず、カソードおよびアノードにもプロトン伝導性セラミックスを用いたオールプロトン伝導性SOFCの開発を進めた。電解質としてプロトン伝導性を有するBaZr0.8Yb0.2O3-δ(BZYb)、カソード材料としてプロトン伝導性とホール伝導性を有するBaCo0.4Fe0.4Zr0.2Y0.1O3-δ(BCFZY)、またアノード材料としてNiとプロトン伝導性を有するBZYbからなるサーメットアノードを用いてSOFCセルを作製し、水素燃料を用いて発電試験を行った。その結果、500℃程度の低温でも世界でトップレベルの高い発電特性（最大出力171 mW/cm2）が得られることが示された。今後Ni-Crアノード触媒を組み合わせることで500℃程度の低温でも高い発電特性が得られるアンモニアSOFCの開発が見込まれる。
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