高温型燃料電池の開発とその高性能化

高温燃料电池的开发及其性能的提高

• 批准号: 04203113
• 负责人: 竹原 善一郎
• 金额: $ 24.32万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04203113/
• 关键词: 高温型燃料電池; 溶融炭酸塩型燃料電池; 固体電解質型燃料電池; 触媒電極; 三相界面; 混合導電性電解質; 気相電気分解法; 全固体型燃料電池

エネルギーは利用に便利な電力か、貯蔵、輸送に便利なガソリンや都市ガスなどの燃料の形で利用末端に供給されている。このようなシステムの中で、環境汚染の心配が少なく、しかも燃料を高い効率で直接に電力に変換できる燃料電池の開発はエネルギー有効利用の見地から重要な課題と考えられる。そこで、天然ガス、石炭ガス、メタノール、エタノールなどの合成燃料の高いエネルギー変換効率での電力への変換が期待できる600〜1000℃で作動する高温型燃料電池に焦点を絞り、その開発と高性能を目的として、次の3項目について研究を行った。1.溶融炭酸塩用耐食材料の開発・・・電池の電解質に溶融アルカリ炭酸塩を用いる溶融炭酸塩型燃料電池の電極の活性化と耐食性材料の開発を目指して研究を進め、電極反応、材料の腐食反応の機構を明らかにするとともに、分極の低減、材料の耐食性向上のための新しい方法として、ステンレス鋼への第三成分としてのアルミニウムの添加、ニッケル表面のイットリウムでの改質などを提案した。2.触媒電極の開発・・・燃料電池内部で燃料の改質を行うと発電中に発生する熱を燃料の改質反応に利用でき、発電効率の向上が期待できる。そのための内部改質型燃料電池に用いる改質触媒の開発を進め、ニッケルやルテニウムをセリアなどの希土類酸化物をサーメットにした触媒が改質反応、電極反応両面ですぐれた特性をもつことを明らかにした。3.固体電解質燃料電池の実用化のための新材料・新技術の確立・・酸化物イオン導電性を示す固体酸化物電解質を用いた全固体型燃料電池の実用化を目指して、電極・固体電解質・反応ガスの三相界面を設計するとともに、電池を高性能化するための新材料・新技術を提案した。平板型積層構造をとるためのアルミナを添加した新しい電解質や均等な熱発生が期待できるプロトン、酸化物イオン混合導電性電解質を提案した。

The utility model has the advantages of convenient power supply, storage and transportation, convenient transportation and convenient fuel supply. The development and utilization of fuel cells are important issues in the development and utilization of fuel cells. Therefore, high-temperature fuel cells that can operate at 600 ~ 1000℃ with high conversion efficiency of synthetic fuels such as natural gas, carbon gas, Metanoal, and Etanoal are expected to be able to convert electricity. With the goal of development and high performance, the next three projects are being studied. 1. Development of Edible Resistant Materials for Molten Carbon Dioxide Batteries Electrolyte Dissolution and Use of Molten Carbon Dioxide Batteries Electrode Activation and Development of Edible Resistant Materials for Molten Carbon Dioxide Fuel Cells The third component of the steel is added to the surface of the steel, and the surface of the steel is modified. 2. The development of catalyst electrode, the improvement of fuel quality, the generation of heat, the improvement of fuel quality and the improvement of power generation efficiency in fuel cells The development of modified catalysts for use in internal modified fuel cells is discussed in detail below. 3. New materials and new technologies for the application of solid electrolyte fuel cells are proposed, including the design of three-phase interfaces for electrodes, solid electrolytes and reaction systems, and the development of high performance batteries. Flat plate type laminated structure: new electrolyte, uniform heat generation, acid compound, mixed conductive electrolyte

项目成果

小久見 善八他: "Electrodeposition of Thin Yttria Stabilized Zirconia Layers Using Glow Discharge Plasma" J.Applied Physics. 72. 1577-1582 (1992)

Zenhachi Kokumi 等人：“使用辉光放电等离子体电沉积氧化钇稳定氧化锆薄层”，《应用物理学》杂志，72。1577-1582 (1992)

水崎 純一郎他: "Kinetics of the Electrode Reaction at the CO-CO_2,Porous Pt/Stabilized Zirconia Interface" Solid State Ionics. 53-56. 126-134 (1992)

Junichiro Mizusaki 等人：“CO-CO_2、多孔 Pt/稳定氧化锆界面处的电极反应动力学”固态离子学 53-56 (1992)。

瀬戸口 稔彦他: "Effects of Anode Material and Fuel on Anodic Reaction of Solid Oxide Fuel Cells" J.Electrochem.Soc.139. 2875-2880 (1992)

Toshihiko Setoguchi 等人：“阳极材料和燃料对固体氧化物燃料电池阳极反应的影响”J.Electrochem.Soc.139 (1992)。

山田 耕太他: "熱重量分析による溶融炭酸塩中でのNiO生成過程の研究" 日本化学会誌. 1992,9号. 897-901 (1992)

Kota Yamada 等人：“通过热重分析研究熔融碳酸盐中的 NiO 形成过程”，日本化学学会杂志 1992 年，第 9 期 897-901（1992 年）。

太田 健一郎他: "Solubilities of Nickel Oxide in Molten Carbonate" J.Electrochem.Soc.139. 667-671 (1992)

Kenichiro Ota 等人：“氧化镍在熔融碳酸盐中的溶解度”J.Electrochem.Soc.139 (1992)。