共電解を利用した炭化水素合成セル中のマルチフィジックス解析モデル開発

使用共电解开发碳氢化合物合成池中的多物理场分析模型

• 批准号: 20K04323
• 负责人: 荒木 拓人
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04323/
• 关键词: 水蒸気電解; SOEC; 二酸化炭素共電解; 二酸化炭素電解; 共電解; 固体酸化物形電解セル; メタネーション

固体酸化物形セルに水蒸気と二酸化炭素を供給し同時電解（共電解）を利用するシステムは，シンプルなプロセスから高いエネルギー効率で炭化水素系燃料を合成可能なため，再生可能エネルギーからのインフラ適合性の高い燃料製造，電力負荷平準デバイスとして期待できる．ただし，水蒸気・二酸化炭素電解反応および逆水性シフト反応は吸熱反応であり，セル内の温度や反応分布の要因は複雑であるため，その系統的な理解やセル構造の最適化はほとんどされていないため，本研究の目的を二酸化炭素・水蒸気を共電解中の固体酸化物形セル内の発電・反応・温度分布のマルチフィジックス解析スキームを開発し，その性能・劣化に対する支配因子を整理することとしている．特に，2022年度には富山大の協力のもと測定されたメタネーション反応とシフト反応の反応速度式と熱輸送方程式の連成モデルを作成し，700℃前後の共電解から150℃前後のメタネーションを一体的に扱う統合型セルに関する計算を実行した．

Solid acidification shape セ ル に water steam 気 と two acidification carbon を supply し and electrolysis (electrolysis) を using す る シ ス テ ム は, シ ン プ ル な プ ロ セ ス か ら high い エ ネ ル ギ ー sharper rate で coking water element is fuel を synthesis may な た め, regeneration may エ ネ ル ギ ー か ら の イ ン フ ラ fit の high い fuel manufacturing, Power load leveling デバ スと スと て て expect で る る る. た だ し, water steam 気 · 2 acidification carbon electrolytic anti 応 お よ び under sexual シ フ ト anti 応 は endothermic anti 応 で あ り, セ ル の や の temperature anti 応 distribution in by は complex 雑 で あ る た め, そ の system な understand や セ の ル structure optimization は ほ と ん ど さ れ て い な い た め, This study の purpose を acidification carbon, water steam 気 を altogether の solid in electrolytic acidification shape セ ル within の 発 electricity, anti 応, temperature distribution の マ ル チ フ ィ ジ ッ ク ス parsing ス キ ー ム を open 発 し, そ の, performance degradation, に す seaborne る dominate factor を finishing す る こ と と し て い る. に, 2022 annual に は rich Alexander の together の も と determination さ れ た メ タ ネ ー シ ョ ン anti 応 と シ フ ト anti 応 counter 応 speed の と heat transport equation is の connect モ デ ル を し consummate, before and after 700 ℃ の altogether electrolytic か ら before and after 150 ℃ の メ タ ネ ー シ ョ ン を integrated に Cha う integrate type セ ル に masato す る computing を line be し た.

项目成果

再生可能エネルギー利用社会に向けたSOEC形メタノール製造システムの検討

可再生能源社会SOEC型甲醇生产系统研究

• 发表时间: 2022
• 期刊: 燃料電池 = The journal of fuel cell technology
• 作者: 大西 元;中野紘佑;春木将司;多田幸生;高寺亮伍， 川中涼介， 李坤朋， 荒木拓人， 森昌史
• 通讯作者: 高寺亮伍， 川中涼介， 李坤朋， 荒木拓人， 森昌史

Investigating the vapour transport phenomena inside the cathode gas diffusion layer media by controlling local temperature gradient inside an operating proton exchange membrane fuel cell

• DOI: 10.1016/j.electacta.2020.137383
• 发表时间: 2021-01-01
• 期刊: ELECTROCHIMICA ACTA
• 影响因子: 6.6
• 作者: Shigemasa, Kaito;Sato, Hayate;Araki, Takuto
• 通讯作者: Araki, Takuto

Numerical Analysis of the Local Current Efficiency Distribution in a Protonic Ceramic Fuel Cell Considering Gas Concentration Distributions

考虑气体浓度分布的质子陶瓷燃料电池局部电流效率分布的数值分析

• DOI: 10.1149/10301.0853ecst
• 发表时间: 2021
• 期刊: ECS Transactions
• 作者: Li Kunpeng;Suito Fumiyasu;Ryogo Takatera;Atsuhito Ota;Araki Takuto;Okuyama Yuji;Mori Masashi
• 通讯作者: Mori Masashi

プロトン伝導型 SOFC 内の局所ホール電流密度分布計算

质子传导SOFC中的局域空穴电流密度分布计算

• 发表时间: 2022
• 作者: H. Miyamoto;K. Suzuki;S. Nakamura;R. Akasaka;E. W. Lemmon;荒木拓人
• 通讯作者: 荒木拓人

共電解を用いたPower to Gasシステムの評価

使用共电解评估电转气系统

• 发表时间: 2020
• 期刊: エネルギーと動力
• 作者: 河村 駿希;太田 篤人;荒木 拓人
• 通讯作者: 荒木 拓人