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2010 年度 実績報告書

1室式燃料電池におけるスタック化と燃料の多様化

研究課題

研究課題/領域番号 21656245
研究機関京都大学

研究代表者

八尾 健  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (50115953)

研究分担者 日比野 光宏  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (20270910)
キーワードエネルギー全般 / 燃料電池 / 固体酸化物形燃料電池 / 一室式燃料電池 / 固体イオニクス / 複合材料・物性
研究概要

種々の燃料を直接供給しても発電が可能である固体酸化物形燃料電池の利点を生かし、1室式燃料電池における供給燃料の多様化を目指した。本年度は、これまでのメタン以外に、ジメチルエーテル(DME)およびバイオガスを模したメタン60%+二酸化炭素40%の混合ガスを燃料として試した。アノード材料には、5wt%のNiOを添加した(La_<0.75>Sr_<0.25>)_<0.9>Cr_<0.5>Mn_<0.5>O_3(LSCM)あるいはNiOを、カソード材料には、Sm_<0.5>Sr_<0.5>CoO_3(SSC)あるいはLa_<0.6>Sr_<0.4>Mn_<0.6>Fe_<0.4>O_3(LSMF)を用い、昨年までと同様にBaLaIn_2O_<5.5>(BLI)を電解質とした一室式セルを作製した。以下では、800℃でメタンを使用したときに58mW cm^<-2>を示したセルと同型のセルを用いた。DMEを燃料とした場合、800℃では酸化剤である空気中の酸素を消費しDMEが熱分解を起こすため、400℃程度までしか温度が上げられなかった。BLIの400℃での導電率は、800℃での値の約1000分の1となるため、高い出力は期待できなかった。実際に発電試験を行ったが、800℃でメタンを燃料とした場合の約1000分の1程度の0.055mW cm^<-2>であった。一方、バイオガスを燃料として作動温度800℃で発電試験を行った場合には、メタンを燃料とした場合の約56%の最大出力密度である33mW cm^<-2>が得られた。バイオガスを燃料とした場合の出力密度の低下は、カソードに用いたSSCがバイオガス中の二酸化炭素との反応に起因する。したがって、カソード材料の最適化により、更なる発電特性の向上並びに安定作動が期待できることがわかった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2010 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 欠陥ペロブスカイト構造酸化物BaLaIn2O5.5を電解質として用いた一室式燃料電池の開発2010

    • 著者名/発表者名
      八尾健、日比野光宏
    • 雑誌名

      燃料電池

      巻: 10 ページ: 140-144

  • [学会発表] 一室式燃料電池の開発2010

    • 著者名/発表者名
      八尾健、日比野光宏
    • 学会等名
      環境ビジネスシーズ発表会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-09-17
  • [備考]

    • URL

      http://fssc.energy.kyoto-u.ac.jp/index.htm

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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