報告書番号

Q14005

タイトル（和文）

負荷条件下における交流インピーダンス測定を用いたSOFC性能分析手法の提案とその適用範囲の検討

タイトル（英文）

Proposal of performance analysis method of the SOFC using AC impedance measurement under load conditions

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

固体酸化物燃料電池（SOFC）は、近い将来、新しいエネルギー変換デバイスの一つとして期待されている。SOFCの新しい性能解析手法を提案するために、市販セルに負荷条件下の交流インピーダンス測定技術を適用した。燃料極側（H2-CO2-H2O）と空気極側（空気）に異なる流量のガスを流し、825℃で無負荷（開回路電圧）と負荷（発電状態）条件下の交流インピーダンス測定を行った。本報告では、IR損、空気極反応過電圧、燃料極ガス拡散過電圧、ネルンストロスを含むガス・コンバージョン過電圧の電圧降下に分離・帰属した。交流インピーダンス測定技術は、無負荷条件下での結果と比較することによって、負荷条件の下でも有効であると結論付けている。本研究の結果から、提案手法は従来手法と一致していることを示唆している。

概要 （英文）

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are expected to be one of new energy conversion devices in near future. In order to propose a new performance analysis method of SOFC, we applied AC impedance measurement techniques to the commercially available cell under load conditions. The AC impedance was measured for the cell with different gas flow rates at the anode side (H2-CO2-H2O) and the cathode side (air) under both no-load (open circuit voltage) and load conditions (power generation state) at T = 825 degrees C. We decomposed the total voltage drops into several small voltage drops with different origins (IR drop, cathode reaction over-voltage, anode gas diffusion over-voltage, and gas conversion over-voltage including Nernst loss). By comparing with the results under no-load conditions, we conclude that the AC impedance measurement technique is valid also under load condition. From the results of this study, we suggest that the proposed technique is consistent with the conventional technique.

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