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セル面メゾ構造制御による固体酸化物形燃料電池の発電密度向上

通过控制电池表面介观结构提高固体氧化物燃料电池的发电密度

基本信息

批准号：
18760147
负责人：
岩井裕
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

高温型燃料電池のひとつである固体酸化物形燃料電池において,電極微細構造よりは大きくかつセル構造の代表寸法より小さいスケール(メゾスケール)でセル表面に凹凸部を設け,その形状を制御することで発電面を高密度化し電池性能を向上させることを提案し,メゾ凹凸構造の影響を実験的に明らかにするとともに,解析的にその効果の裏づけを示すこと,また系統的な数値解析を行うことで有効なメゾ構造についての指標を得ることを目的として研究を行った.具体的には,メゾ凹凸構造をもつセルを自作し単セルに対する発電実験を行い,セルの特性をi-V測定やインピーダンス計測により評価し,得られた結果を凹凸のない通常のセルの実験結果と比較することで,セル面のメゾ構造を制御することの効果を明らかにした.セルの個体差に起因する性能差を,メゾ構造による性能差と区分するため,分割電極を用いる評価方法を独自に開発し適用した.その結果,電解質への溝加工により電極-電解質界面面積を約60%増加させた場合に,溝加工を施さない通常セルに比して20〜30%の出力の向上が得られることを確認した.また,メゾ凹凸構造をもつセルについて,イオン伝導,電子伝導,多孔質電極内のガス拡散,電気化学反応等を考慮に入れてモデル化し,2次元数値解析を行うことにより,単セル性能に及ぼす上記メゾ凹凸構造の影響を検討した.その結果,多孔質電極で進行する電気化学反応は電極に一様に分布しているわけではなく,電極-電解質界面極近傍で集中的に生じており,上記メゾ凹凸構造の導入で見かけの電流密度が増加することはこれに因っていることが明らかとなった.

High-temperature fuel cell thermostat, solid acidified fuel cell, solid acidified fuel cell, high-temperature fuel cell, low-temperature fuel cell, high-temperature fuel cell, high-density fuel cell The concave and convex images show that the results of the analysis show that the data of the system is correct, and the data of the system is analyzed in terms of the data. For the specific information, the concave and convex data are used to make the system, and the properties are used to determine the performance of the system. The results show that the results show that the results of the bump are generally better than those of the system, and the results show that the system is accurate. As a result of poor performance, poor performance is caused by poor performance, and the divider is used to separate the battery by using the method of switching on its own. The results show that about 60% of the active interface of the mechanical processing equipment is coupled with the cathode-electrical interface, and the mechanical properties of the processing equipment are usually higher than those of 20% of the total energy. In order to improve the performance of the computer, the porous media, the dispersion, the electrochemical reaction, etc., are tested in the computer, and the two-dimensional analysis method is used to analyze the data of the computer. The results show that the porous electrodes are used in the electrical chemical reaction electrodes, and the electrode-electrolysis interface is very close to the concentrated ones. The bump in the upper layer affects the current density of the electrical current density and affects the current density of the electrodes.