| 研究課題/領域番号 |
24360367
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
百留 忠洋 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋工学センター, グループリーダー代理 (90359133)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 燃料電池 / 液体燃料 / 深海 |
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| 研究実績の概要 |
本研究開発では、ダイレクトメタノール形燃料電池システムに対して、燃料のエタノールだけでなく酸化剤にも液体を用い、深海の高圧力環境にシステム全体を曝露することを可能とし、耐圧容器を用いずシステム全体の軽量化を図り、深海用電源としての可能性を調査する。
研究の当初は、燃料の供給を燃料のエタノールと酸化剤の過酸化水素水は循環ポンプにより常時循環し、未反応液はそれぞれを供給した容器に戻したのち、発電に再利用する方法を用いた。しかしながら、この方法では正極で生成水と二酸化炭素ができ、循環によりエタノールが希釈し、発電時間に応じて発電量を低下させる要因になる。また、二酸化炭素がエタノールに混入することにより燃料電池の反応膜が被毒してしまい膜の劣化の促進要素となり、これも発電量を低下させる要員になるという課題を得た。このことにより、液体燃料電池システムに対して閉鎖式循環型は効率の良い発電に適していないことがわかった。また、温度特性試験により発電には環境温度に依存することがわかった。
平成27年度は、発電セルを1つから2つに増やし、これを直列接続し、燃料および酸化剤の供給源に対して、前段の発電セルにより未反応であった燃料および酸化剤を後段の発電セルにより消費させ、残りを別容器へ廃棄するカスケード方式に変更した。この方式での発電特性試験を実施した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
液体燃料および液体酸化剤を使用した燃料電池システムを用いることで、システム全体を圧力環境下に曝しても発電可能であることが確認できるとともに、加圧による発電性能が向上することを確認した。さらなる燃料電池の発電性能の向上を検討し、燃料を効率良く消費させるために、循環方式から使い切り方式にし、燃料電池発電部を1セルから2セルを直列接続したカスケード型に変更したシステムを試作した。このシステムの発電性能を評価し、1セルシステムとの性能比較を行う。
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| 今後の研究の推進方策 |
燃料電池発電部を２セル化したカスケード型の発電性能試験を実施する。
１セルシステムとの発電性能の比較し評価する。
これまでの成果を纏める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成27年度は新たなシステムを設計しこれを製作し、慣らし運転までの実施となったため、
このシステムの発電性能を評価し、1セルシステムとの性能比較を平成28年度の実施項目とすることとなった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
燃料電池発電部を２セル化したカスケード型の発電性能試験の実施および、１セルシステムとの発電性能の比較・評価のための燃料及び酸化剤等の消耗品やデータ解析ツール、保存ストレージの購入に充てる。
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