報告書番号

W03032

タイトル（和文）

高CO濃度燃料用MCFC電極の設計技術

タイトル（英文）

Design of MCFC electrode adapted to CO rich fuel

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

溶融炭酸塩形燃料電池（MCFC）は石炭・バイオマス・廃棄物ガス化ガスなどのようなCO濃度の高い燃料での発電が可能であることが分かっている。しかしながら、単セルにおける寿命評価試験において、電圧低下率が高く、安定性にかける結果が得られていた。この高い電圧低下率の原因は、高CO濃度燃料の条件では、天然ガス条件に比べ、アノードが電解質に対して濡れ難いためであることを突き止めた。アノードが濡れ難くなることによって、アノードの電解質占有率が低くなりカソードの電解質占有率が高くなるため、従来のMCFCの電極ミクロ設計ではカソードの反応抵抗の上昇、アノードの酸化が生じ、安定した運転ができず電圧低下率が高くなっていたことがわかった。 このため天然ガス仕様のアノードに比べ空孔径を小さい3種類のアノードを設計・作製し、高CO濃度燃料の条件で発電試験を実施した。その結果、長期安定性に優れた発電に成功した。この開発したセルでは天然ガス燃料においても安定した運転が可能であり、高CO濃度燃料かつ高H2濃度燃料においても安定して運転できるMCFCの開発に成功した。

概要 （英文）

MCFC is able to use CO rich fuels such as gasification of coal, biomass or municipal solid waste. However, we had obtained the results by bench-scale cells that the degradation rate of cell voltage is larger in the case of CO rich fuel condition than in the case of H2 rich fuel condition, and consequently, the cell performance is unstable. This is due to the unfit anode structure for CO rich fuel condition, because the conventional anode has been developed for H2 rich fuel condition such as reformed natural gas. The wetting property of anode by electrolyte is lower in the case of CO rich fuel than in the case of H2 rich fuel condition. According to this property, we have developed a new anode with a structure suitable for CO rich fuel condition. The cell performance fitted the new anode into a bench-scale cell shows the stable performance under both CO and H2 rich fuel conditions.

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