低温溶融塩を用いる新規な水素-リチウム熱再生型燃料電池

利用低温熔盐的新型氢锂热再生燃料电池

• 批准号: 11878081
• 负责人: 伊藤 靖彦
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11878081/
• 关键词: 電気化学; 低温溶融塩; 水素; リチウム; 熱再生型燃料電池; 水素化アルミニウムリチウム; 水素化ホウ素リチウム; 燃料電池

本研究は、EMIC(エチルメチルイミダゾリウムクロリド)-AlCl_3系低温溶融塩を用いる新規な水素-リチウム熱再生型燃料電池の開発を目的としている。平成12年度は、水素源として水素化アルミニウムリチウム(LiAlH_4)を添加した、LiCl緩衝中性溶融塩系(AlCl_3:EMIC:LiCl=1.1:1:0.2)における水素電極反応を調べた。浴のラマン分光分析の結果から、水素を含むアニオン種(Al_2Cl_6H^-、Al_2Cl_5H_2^-等)の存在が示唆された。W電極を用いた電気化学測定の結果、-0.4V(vs.Al(III)/Al)よりも貴な電領域において、これらのアニオン種のアノード酸化による水素ガス発生が起こることが確認された。また、電極にPdおよびTiを用いた場合、電極中への電気化学的な水素吸蔵が起こることも分かった。さらに、一度水素を吸蔵させたPd電極を-0.7Vで保持することにより、電極中の水素が電気化学的に放出されることも分かった。しかし、この系におけるAlの析出反応が-0.8V付近に存在するため、水素-リチウム熱再生型燃料電池を構築した場合、起電力が大きくとれないことが予想される。この結果を踏まえ、新たな電解質として、水素化ホウ素リチウム(LiBH_4)を添加したEMIC-AlCl_3系低温溶融塩に関して検討を行った。ラマン分光分析の結果、塩基性溶融塩(AlCl_3:EMIC=44:56)にLiBH_4を添加した場合、BH_4^-およびB_2H_7^-が生成することが分かった。W電極を用いた電気化学測定により、-0.6V(vs.Al(III)/Al)よりも貴な電位領域でアノード反応により水素ガス発生が起こることが確認された。この浴の卑な側の電位窓限界は、約-1.8V(vs.Al(III)/Al)であるため、水素-リチウム熱再生型燃料電池を構築した場合に、起電力は1V以上得られる可能性が示された。

This study aims at the development of thermal regenerative fuel cells by using EMIC-AlCl_3 system as a low temperature melt catalyst. In the 12th year of Heisei, the water element source was added to the neutral solution system (AlCl_3:EMIC:LiCl=1.1:1:0.2). The results of spectroscopic analysis of the bath show that the existence of some species (Al_2Cl_6H^-, Al_2Cl_5H_2^-, etc.) The results of electrochemical measurement of W electrode were-0.4V(vs. Al(III)/Al),-0.4V(vs. Al(III)/Al) and-0.4V (vs. Al (III)/Al). When Pd and Ti are used in the electrode, the electrochemical absorption of water in the electrode starts. The Pd electrode is maintained at-0.7V and the water in the electrode is electrically and chemically released. In this case, the Al precipitation reaction is-0.8 V, and the hydrogen content is-10%. In the case of constructing a thermal regenerative fuel cell, the generation power is large. As a result, the relationship between EMIC-AlCl_3 system and low temperature melting temperature is discussed. The results of spectroscopic analysis show that the basic solution (AlCl_3:EMIC=44:56) is formed when LiBH_4 is added. W electrode is used in the electrochemical measurement of-0.6V(vs. Al(III)/Al). The potential limit of this bath is about-1.8V(vs. Al(III)/Al). In the case of constructing a thermal regenerative fuel cell, the possibility of generating an electric power of more than 1 V is shown.