研究課題/領域番号 |
20K14663
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研究種目 |
若手研究
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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研究機関 | 東京大学 (2021-2022) 東京農工大学 (2020) |
研究代表者 |
志村 敬彬 東京大学, 生産技術研究所, 特任助教 (70814143)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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キーワード | 固体酸化物形燃料電池 / 固体酸化物形電解セル / 三次元微細構造 / 格子ボルツマン法 / 同位体交換 |
研究成果の概要 |
固体酸化物形セル(SOC)は,燃料電池(SOFC)モードおよび電気分解セル(SOEC)モードとして発電,燃料合成を高い変換効率にて実現するエネルギー変換デバイスである.実用化にあたり,長期運転時の劣化メカニズムの解明や,詳細な電極反応メカニズムの解明に基づく高性能な電極開発が求められている.本研究においては,主にSOC空気極に着目し,発電中の同位体交換実験と,発電状態における同位体輸送の数値シミュレーションにより, 実際の多孔質電極構造における反応メカニズムの検証を行った.
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自由記述の分野 |
熱工学
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでの三次元電極構造解析と電極反応シミュレーションでは,局所の実際の電極反応に関しては検証ができなかった.一方,同位体交換を用いた実験においても,同位体の取り込み,輸送は電極反応だけではなく同位体の濃度勾配により進行するため,実験によって得られた同位体分布と実際の反応場を直接結びつけて議論することは困難であった.本研究で,実際の多孔質電極構造における同位体交換実験と数値計算を併用することで,これまでは議論できなかった局所の電極反応メカニズムの解明に貢献する手法を確率することができた.電極反応メカニズムの解明が促進され,高性能な電極設計の指針を得ることに役立つと期待される.
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