高温型燃料電池の大容量化に向けた無機材料に関する直流高電圧絶縁現象の解明

阐明与无机材料相关的直流高压绝缘现象，以提高高温燃料电池的容量

• 批准号: 20J11541
• 负责人: 三井 雅史
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J11541/
• 关键词: 絶縁破壊; アルミナ; 高温; 水素; 材料変性; 固体酸化物形燃料電池

高温で動作する固体酸化物形燃料電池の電気絶縁部は燃料である水素等や酸化剤である空気に接する。そのため、両ガス雰囲気下で絶縁材料に高電圧が印加された際の絶縁現象を明らかにする必要がある。本研究では、動作電圧の最大値を決めるための沿面距離と破壊電圧の関係、そして一定期間の信頼性を維持するための耐久性試験を行うこととした。絶縁体沿面における破壊機構を明らかにするために，高温の水素中で酸化アルミニウム（以下，アルミナとする）の破壊電圧の沿面距離依存性を調査した。沿面距離の延長に伴って、破壊電圧が増加・減少することがわかった。先行研究における空気雰囲気下でも同様の傾向が確認でき、少なくとも空気と水素中ではガス種に寄らず破壊機構が同じであることが示唆された。また、破壊機構の遷移にガスの電離が関連している可能性が示された。次に一定期間の絶縁信頼性を確認するために、高温環境下で無機絶縁材料であるアルミナに対し、電流を増加させながらエージングを行った。その結果、水素中のほうが大きい電流を流しても絶縁性を維持できることがわかった。一方で、空気中では電流を増加させた際にジュール発熱に伴う膨張によってアルミナ試料が稀に破損してしまうことがわかった。昨年度、エージングによって水素中では部分的にアルミナの還元が生じている可能性が示されたが、印加電圧・電流ともに今回の空気中より大きい値であった。このことから、実際の燃料電池絶縁部に印加できる電圧・電流ともに空気中の絶縁性能に束縛される可能性が示された。

The high-temperature operation of the solid acid compound type fuel cell is used as the electrical insulation part of the fuel cell and the acidification of hydrogen and other materials.そのため、両ガスAmbience囲気下で极縁Material にHigh voltage がInca されたJiの縁phenomenon を明らかにするNecessary がある. In this study, the relationship between the maximum value of action voltage, the distance along the surface, and the breaking voltage is determined. , The durability test of the durability test is carried out for a certain period of time. The insulating body is broken along the surface and the mechanism is clear, and the water is acidified in the high-temperature water. A survey on the distance dependence of the electric pressure along the surface of the MINIRA (hereinafter, AMUNA). The creepage distance can be extended by increasing or decreasing, and the breaking voltage can be increased or decreased. First research on における空気Ambience囲気下でも同様の tendencies がconfirmationでき、小なくとも空気と水素中ではガスkind に Send らず 壊组 が同 じであることが说憆された. The migration of the destruction mechanism and the possibility of ionization are related to each other. The inorganic inorganic insulated material has been confirmed for a certain period of time and its properties have been confirmed in a high temperature environment. Materials are used, and current is added to the flow of electricity. The result of the water element is that the current in the water element is large and the current is flowing and the property is maintained. On one side, in the air, the current is increasing, and the current is increasing, and the heat is increasing. The test piece of the sample is thin and damaged. Yesterday's year, the エージングによって水素中では part of the にアルミナの生が生じている can be The ability is shown by the power, and the electric pressure and current are printed on the current surface.このことから、実记のFUEL CELL ESSENTIALS にINDICA できるElectrical pressure・Current ともに空気中のAbsolute performance にbinding されるPossibilities が SHOW された.