2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25289250
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
白鳥 祐介 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00420597)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古山 通久 九州大学, 学内共同利用施設等, 教授 (60372306)
北岡 卓也 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (90304766)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 燃料電池・電池材料 / 化石燃料有効利用技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で提案した曲がる固体酸化物形燃料電池（SOFC）のコンセプトは、様々な余剰化学エネルギー発生個所に取り付けられる“発電テープ”としての応用も期待されるため、これを具現化するため、以下の課題に取り組んだ。I. SOFC電解質として適用可能な電気的特性を有する高靭性電解質を得ること。II. セルの機械的自由度を高めるために、新しい構造の電極/電解質界面を構築すること。III. セルが機械的に拘束されないような発電手法を選択すること。I.に関しては、12 mol%のセリアを含有するジルコニアに適度な安定化剤を添加することで、高靭性電解質として知られている3YSZよりも高い破壊靭性値を示し、3YSZに匹敵する曲げ強度およびSOFCに適用可能なイオン伝導性とイオン輸率を有する電解質を得た。II.に対しては、開発した上記高靭性電解質フィルム表面上にドット形状のアノードおよびカソード活性層を適用することで曲がるセルを得ることに成功した。III.の課題をクリアするためには、セルの機械的自由度が失われないよう、シールレス条件での作動が必要になり、本研究では、曲がるSOFCのコンセプトを実証するために、直径48 mmのアルミナ管の外表面の周方向に沿ってII.で開発したセルを貼り付け、管内に水素あるいは模擬バイオガスを、外側には空気を流し、シールレス条件下で発電特性を評価した。その結果、純水素供給時には、水素リークによる化学エネルギーの損失が大きいのに対して、炭化水素燃料を直接供給し、アノード近傍で水素を作り出す直接内部改質発電がエネルギーロスの軽減に有効であることを明らかにし、紙形状の触媒構造体（PSC）をアノードに隣接して配置することで、模擬バイオガス供給時に従来型SOFCの水素供給時に匹敵する電気化学性能が得られ、機械的柔軟性および燃料多様性を兼ね備えた新コンセプトのSOFCの創出に成功した。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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