報告書番号

W92006

タイトル（和文）

溶融炭酸塩型燃料電池のＮｉＯ空気極の溶出による電池寿命評価－加速試験法と寿命予測－

タイトル（英文）

CELL LIFE AND NIO CATHODE DEGRADATION OF MCFC

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

溶融炭酸塩型燃料電池の加圧運転は，プラントの熱効率向上，コンパクト化および電池の高出力化を達成するための必須条件であるが，反面，ＮｉＯ空気極の電解質への溶出を加速し，電池寿命を縮める。空気極溶出の電池寿命への影響について，実験条件を厳しい条件に設定する加速試験法を検討し，以下のような成果を得た。（１）短絡発生の検知法：空気極の溶出による電池内での短絡発生を，運転中のアノード出口炭酸ガス濃度を監視することにより検出できることがわかった。（２）仕様・運転条件の影響：短絡発生までの時間は，電解質厚さの２乗に，また，カソード炭酸ガス分圧の逆数に比例することがわかった。（３）電池寿命予測：以上の結果を基に開発した電池寿命の予測手法により，本仕様電池の実条件下での初期電圧および寿命を概算できるようになった。

概要 （英文）

PRESSURIZED OPERATION IS AN EFFECTIVE WAY TOIMPROVE MCFC PERFORMANCE. ON THE OTHER HAND,PRESSURIZED OPERATION ACCELERATES NIO DISSOLUTION INTO THE ELECTROLYTE AS NICKEL IONS. NIO DISSOLUTION IS AN IMPORTANT ELEMENT LIMITING MCFC LIFE. DATA ON SHORT CIRCUITING BY NIO DISSOLUTION ARE INADEGUARE. WE EVALUATED SHORT CIRCUITING BYNIO DISSOLUTION USING SEVERAL SINGLE CELLS AT 3 AM. THE FOLLOWING RESULTS WERE OBTAINED. (1)THE OCCURRENCE OF SHORT CIRCUTING BY NIO DISSOLUTION IS DETECTED BY MONITORING THE CO2 CONCENTRATION IN THE CATHODE EXHAUST GAS. (2)THE STARTING TIME OF SHORT CIRCUITING IS PROPORTIONAL TO THE RECIPROCAL OF THE CATHODE CO2 PARTIAL PRESSURE AND TWO TIMES THE MATRIX THICKNESS. (3)A PERFORMANCE DEGRADATION MODEL WAS DEVELOPED FROM THESE RESULTS. THIS MODEL CAN ESTIMATE INITIAL PERFORMANCE AND CELL LIFE.

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