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: 03203113
• 负责人: 竹原 善一郎
• 金额: $ 19.2万
• 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03203113/
• 关键词: 燃料電池; 酸化物; 触媒; 安定化ジルコニア; 溶融炭酸塩; 腐食

1.溶融炭酸塩型燃料電池の高性能化と耐食材料の開発溶融炭酸塩型燃料電池の高出力化のためには、溶融塩中での酸素の溶解度が重要であることを明らかにした。また、電極材料を開発するために、イットリウムを用いてニッケル電極の表面改質を試みた。ニッケル金属上にUPD法によりイットリウムを析出させた電極ではニッケル金属に比較して優れた分極特性を示すことを見出した。2.固体電解質燃料電池実用化のための要素技術の確立円筒型電池の電解質として、低温プラズマを媒体とした気相電解析出によってイットリア安定化ジルコニア薄膜が作製できることが分かった。また、平板型電池の電解質として8mol%のSc_2O_3を含む正方晶ジルコニアに20wt%のAl_2O_3を複合化させることにより、機械的強度に優れ、かつ高いイオン導電率を有する電解質の作製が可能となった。電極材料と電解質との反応性について検討した結果、マンガン系のペロブスカイト酸化物電極は安定であり、反応生成相であるCaZrO_3の厚さは1000℃、1年間で0.7ー0.02μmの厚さになることが分かった。3.内部改質型燃料電池のための改質触媒の開発白金・金属酸化物触媒では400℃以下でメタノ-ルを100%の選択率で改質することができた。また、内部改質型電池では内部改質に伴なう炭素の生成が問題となるため、CーHーO系の相図から炭素の析出しない領域に水蒸気/メタン分圧を制御して発電を行うことにより、良好な特性が得られることが分かった。

1. Melt carbon acid salt type high fuel cell の performance-based と food material の open 発 melt carbon acid salt type fuel cell の higher influence の た め に は, melt salt in で の acid solubility が important element の で あ る こ と を Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0, electrode material を, development するために, <s:1> ットリウムを, surface modification of <s:1> electrode てニッケ を test みた. ニ ッ ケ ル metal に UPD method に よ り イ ッ ト リ ウ ム を precipitation さ せ た electrode で は ニ ッ ケ ル metal に compare し て optimal れ た polarization feature を shown す こ と を shows し た. 2. Solid electrolyte fuel cell be use the の た め の element technology has drifted back towards &yen; cylinder の established の battery electrolyte と し て, low temperature プ ラ ズ マ を media と し た 気 precipitate phase electrolytic に よ っ て イ ッ ト リ ア stabilization ジ ル コ ニ ア film が cropping で き る こ と が points か っ た. ま た, flat の battery electrolyte と し て 8 mol % の Sc_2O_3 を containing む tetragonal ジ ル コ ニ ア に 20 wt % の Al_2O_3 composite を さ せ る こ と に よ り に optimal れ, mechanical strength, か つ high い イ オ ン conductivity を have す る が may the electrolyte の cropping と な っ た. Electrode materials と electrolyte と の anti 応 sex に つ い て beg し 検 た results, マ ン ガ ン is の ペ ロ ブ ス カ イ ト acidification content electrode は settle で あ り, generated phase で 応 あ る CaZrO_3 の thick さ は 1000 ℃, 1 years で 0.7 0.02 mu m の ー thick さ に な る こ と が points か っ た. 3. Internal modification type fuel cell の た め の modified catalyst, の open 発 platinum metal, acidification content catalyst で は below 400 ℃ で メ タ ノ - ル を 100% の sentaku rate modification で す る こ と が で き た. ま た, internal modification type battery で は internal modification に with な う carbon の generated が problem と な る た ー ー め, C H O is の phase 図 か ら carbon precipitation の し な に い field water evaporate 気 / メ タ ン points 圧 を suppression し て 発 electric line を う こ と に よ り, good な characteristics が ら れ る こ と が points か っ た.

项目成果

田川 博昭他: "Reaction Kinetics and Microstructure of the Solid Oxide Fuel Cells Air Electrode La_<0.6>Ca_<0.4>MnO_3/YSZ" J.Electrochem.Soc.138. 1887-1873 (1991)

Hiroaki Takawa 等人：“固体氧化物燃料电池空气电极La_<0.6>Ca_<0.4>MnO_3/YSZ 的反应动力学和微观结构”J.Electrochem.Soc.138 1887-1873 (1991)。

山本 治他: "Phase Relation in the System,(La_<1-x>A_x)_<1-y>MnO_3(A=Sr and Ca)" Mat.Res.Bull.26. 153-162 (1991)

Osamu Yamamoto 等人：“系统中的相关系，(La_<1-x>A_x)_<1-y>MnO_3(A=Sr 和 Ca)”Mat.Res.Bull.26 (1991)。 ）

竹原 善一郎他: "Preparation of Thin Yttria Stabilized Zirconia Films by Vapor-Phase Electrolytic Deposition and Its Application to SOFC" Proc.of 2nd Int.Symp.on SOFCs,organized by Comm.European Comm.201-204 (1991)

Zenichiro Takehara 等人：“通过气相电解沉积制备氧化钇稳定氧化锆薄膜及其在 SOFC 中的应用”Proc.of 2nd Int.Symp.on SOFC，由 Comm.European Comm.201-204 组织（1991 年）

内田 勇他: "EIS Studies of Oxygen and Hydrogen Electrode Reactions in Molten Carbonates" Proc.Symp.on High Temperature Electrode Materials and Characterization,The Electrochemical Society,. 91-6. 701-706 (1991)

Isamu Uchida 等人：“熔融碳酸盐中氧和氢电极反应的 EIS 研究”Proc.Symp.on 高温电极材料和表征，电化学协会 91-706 (1991)。

伊藤 靖彦他: "溶融塩化物中での炭酸イオンの陰極還元反応Iー炭素の電析ー" 電気化学および工業物理化学. 59. 701-706 (1991)

Yasuhiko Ito 等人：“熔融氯化物中碳酸根离子的阴极还原反应 I - 碳的电沉积”电化学和工业物理化学 59. 701-706 (1991)