| 研究課題/領域番号 |
21K03916
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
中島 裕典 九州大学, 工学研究院, 助教 (70432862)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 水素生成 / 水蒸気電解 / 固体酸化物形電解セル / ハニカム形多孔質陰極支持体 / 三次元電流分布 / 三次元濃度分布 / 三次元温度分布 |
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| 研究成果の概要 |
従来の平板型セルや 円筒型セルに比べ、単位体積あたりの反応面積が大きいハニカム（モノリス）型電解セルを開発した。燃料製造速度の体積密度を大幅に向上させることができ、コンパクトで高性能な水蒸気電解システムの開発につながる。本研究は、Ni-YSZの多孔質ハニカムカソードを支持体とする固体酸化物形電解セルを用いた水蒸気電解による水素生成を対象とした。流路内の電流-電圧曲線を測定し、実用的なハニカムセルの最適設計に有用な電流分布と温度分布を解明するため、実測に基づき3次元有限要素モデルを開発・検証した。
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| 自由記述の分野 |
電気化学，熱工学，燃料電池システム，水電解システム
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二酸化炭素などの温室効果ガスや大気汚染物質の排出低減のため，太陽光や風力などの再生可能エネルギーによる発電で得られる電力を利用した，水の電気分解による水素製造技術が注目されている．多孔質燃料極を支持体とするハニカム固体酸化物形電解セルは，反応物である水蒸気のマクロな三次元的拡散によって，水の電気分解における電気化学反応場が拡張し，電解装置のコンパクト化や水素製造の高効率化・省エネ効果が期待できる．さらに，従来の平板型電解セルに比べ熱機械的強度の向上が期待でき，耐久性向上も見込めることから，今後の再生可能エネルギー利用の普及につながる．
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