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

基本信息

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

项目摘要

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。

能源以方便使用的电力形式提供给使用末端，也可以提供燃料，例如汽油和城市气体，这些气体和城市气体方便地存储和运输。在这样的系统中，从有效的能源利用的角度来看，燃料电池不太可能引起环境污染并以高效率转化为电力。因此，我们专注于在600-1000°C下运行的高温燃料电池，可以将天然气，煤气，甲醇和乙醇等合成燃料转换为具有高能量转化效率的电力，并研究以下三个项目，其目的是开发和高性能。 1。熔融碳酸盐的耐腐蚀材料的开发：进行了研究，目的是使用熔融碱性碳酸盐作为电池电解质并开发耐腐蚀材料来激活熔融碳酸盐燃料电池的电极。该公司还提出了减少材料的极化和改善耐腐蚀性的新方法，包括将铝作为第三个成分添加到不锈钢中，以及用YTTRIUM改革镍表面。 2。催化剂电极的开发：当在燃料电池内进行燃油重整时，发电过程中产生的热量可用于燃料改革反应，这可以提高发电效率。为此，进行了用于内部改革燃料电池的改革催化剂的开发，并揭示了由稀土氧化物（如镍和氟森）制成的催化剂，因为Cermets在改革和电极反应中都具有出色的特性。 3。建立新材料和新技术，用于实际应用固体电解质燃料电池...目的是使用表现出氧化物离子电导率的所有固体燃料电池实际应用所有固体燃料电池，设计了电极的三相界面，固体电解质和反应性气体和新材料和新材料和新技术，以提高表演的表现。我们提出了一种添加了氧化铝的新电解质，以创建一个扁平型层压结构，以及带有混合质子和氧化离子的导电电解质，可以预期会产生热量。