水熱反応場を利用するバイオマス燃料電池の開発

利用水热反应场开发生物质燃料电池

• 批准号: 09750821
• 负责人: 松村 幸彦
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750821/
• 关键词: 水熱反応; バイオマス; 水素; 燃料電池

水熱反応場における水素電極特性を測定する実験を行い、いくつかの有効な知見を得た。実験には内容積280mLのステンレス製オートクレーブを用い、高温高圧におけるリン酸による腐食を避けるため、内部に100mLのガラスビーカーを設置した。この中に0.085wt%のリン酸を90mL封入し、水素、ギ酸、あるいはセルロースを水素源として添加、更に白金線製試料極、圧力平衡型Ag/AgCl外部照合電極、白金板製対極を挿入した後に、温度と圧力を設定、安定状態に達してからポテンシオスタットによって過電圧-電流曲線を測定した。実験温度は250,300℃とし、圧力はその温度における自生圧と初期封入水素による圧力の和とした。バイオマスを用いた水熱燃料電池においては、バイオマスの分解生成物が水素のみではなく、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンを初めとして多くの不純物が混在することとなる。ここでは、その影響を明らかとするために、水熱反応場における水素電極特性を水素封入場において行った後、ギ酸を添加した系で一酸化炭素の影響を、セルロースを添加した系で、他の多くの不純物の影響を確認した。水素のみを添加した系の平衡電位は、各温度において理論値とよい一致を示し、測定が適切であることが確認された。ギ酸を用いた系においては、平衡電位は一酸化炭素の存在にもかかわらず水素の平衡電位を示し、一酸化炭素存在下でも水素が選択的に還元されることが示された。しかしながら、セルロースを燃料として用いた時は、水素生成が少なく、電極上に固形物が付着して、分極特性が著しく劣化することが確認された。得られた知見を整理して、ここで提案する燃料電池システムには、バイオマス水熱反応により水素を多量に発生させるために、電解液酸濃度は希薄で、稼動温度は高く、燃料バイオマスの滞留時間は短くすることが好ましいという結果が得られた。

The characteristics of the hydrothermal reaction field are measured and the results are obtained. The internal volume is 280mL, the temperature is 100 mL, the corrosion is 100mL. In this case, 0.085wt% hydrochloric acid was added to 90mL of the sample, and water, hydrochloric acid, and platinum wire were added to the sample electrode. Pressure balance Ag/AgCl external illumination electrode and platinum plate electrode were added to the sample electrode. Temperature and pressure were set. Stability was achieved. Voltage-current curve was measured. The temperature is 250, 300 ℃, the pressure is 250, the temperature is 250, the pressure is 250, the initial pressure is 25 Hydrothermal fuel cells are used for the decomposition of impurities such as water, acidified carbon, diacidified carbon, etc. The influence of the hydrothermal reaction field on the properties of the water element electrode is confirmed by the addition of acid to the water element electrode. The equilibrium potential of the water element is consistent with the theoretical value at each temperature. In the presence of acid, the equilibrium potential of water element is shown. In the presence of acid, water element is shown. It is confirmed that there is a decrease in water generation, a decrease in solid matter on the electrode, and a deterioration in polarization characteristics when fuel is used. The fuel cell has a high electrolyte acid concentration, a high operating temperature, and a short residence time.

项目成果

与倉寛人: "回分式反応器を用いた超臨界水中における石炭・バイオマスの共液化" 第35回石炭科学会議発表論文集. 63-66 (1998)

Hiroto Yokura：“使用间歇式反应器在超临界水中共液化煤和生物质”第 35 届煤炭科学会议记录 63-66 (1998)。

Yukihiko MATSURMURA: "Co-liquefaction of coal and cellulose in supercritical water" Fuel. (in press). (1999)

Yukihiko MATSURMURA：“煤和纤维素在超临界水中的共液化”燃料。

与倉寛人: "超臨界水を用いた石炭・バイオマス同時液化プロセスにおける触媒添加効果" 第34回石炭科学会議発表論文集. 69-72 (1997)

Hiroto Yokura：“使用超临界水同时进行煤和生物质液化过程中添加催化剂的效果”第 34 届煤炭科学会议论文集 69-72 (1997)。