バイオマスSOFC展開のための電気化学的熱流動実験とシミュレーション

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平成18年度に行った研究活動は,(1)SOFC-ガスタービンハイブリッドシステムのバイオマス燃料による作動に関する検討,(2)バイオマス模擬燃料を用いるSOFCセルスタックの性能評価実験のための実験設備の立ち上げと予備実験,(3)SOFC単体セルに関するシミュレーション技法の検討,(4)SOFCスタックモジュールのシミュレーション技法の検討,の4種類である.(1)については,バイオマスのガス化により得られる燃料の利用を想定し,これまでに構築してきたハイブリッドシステムの性能解析コードを用いて,燃料組成がシステム性能に及ぼす影響について検討を行った.その結果,バイオマス燃料による作動においても50%(LHV)を超える高い発電効率を達成しうる可能性を示すと共に,燃料組成に依ってスタック内部の状態(温度分布等)に大きな差異が生ずることを明らかにした.(2)については,バイオマスを模擬した混合燃料によるSOFCセルスタックの発電実験を実施する予定であったが,セルスタックへの燃料直接供給は炭素析出による破損をもたらす可能性があると判断し,燃料の前処理プロセスの導入についての検討を行った.結果的には,水の適正供給のための実験装置の改造と燃料改質装置の追加が必要となり,それらの計画と設計が中心的な検討課題となった.前年度に導入した実験設備への追加改造,導入を行うにとどまり,実験は平成19年度送りとなった.(3)および(4)については,シミュレーターの一層の高度化のための検討を進めており,ふく射伝熱の影響の評価などを検討している.以上の取り組みを通じて得られた成果は,国際会議および国内学会で発表し,論文投稿も進めている.平成19年度にも,引き続いて研究成果の発表を行う予定である.