報告書番号

M08021

タイトル（和文）

燃料電池性能の温度依存性と燃料電池発電システムの発電効率試算

タイトル（英文）

Temperature dependence of fuel cell performance and estimation of electrical efficiency of fuel cell power generation systems

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

最新の燃料電池性能を調査し、近年、新たに開発された800℃で動作する中温形SOFCおよび改良されたPEFCについて新たに性能表示式を導出し、PAFCおよびMCFCも含めた全ての性能表示式に基づき、電極反応の温度依存性を求めた。いずれの燃料電池においても、電極反応は水素酸化反応および酸素還元反応であるため、温度の関数で整理できると考えられる。これら関係式を基に、燃料電池性能の温度依存性を求めた結果、500～800℃にピークがあり、燃料電池の動作温度としてこの温度域が適していることがわかった。
燃料電池発電システムの発電効率を、導出した性能表示式と燃料変換効率やインバータ効率を設定して試算できる手法を提案した。実用的な電流密度領域において試算した送電端効率は、燃料電池の実システムでの実測値（PEFC：約33%(HHV基準、以下同じ)、PAFC：約36%、MCFC：約43%、SOFC：約41%）とほぼ一致し、中温形SOFCが最も高い発電効率を示すことがわかった。また、電流密度0近傍に外挿し、概算した発電効率の上限は、MCFCと中温形SOFCで47%程度、PAFCとPEFCで40%程度となった。

概要 （英文）

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