報告書番号

W93020

タイトル（和文）

１０ｋＷ級ＭＣＦＣスタックの性能相関式による分析

タイトル（英文）

EVALUATION OF 10-KW CLASS MCFC STACK PERFORMANCE BY CORRELATION EQUATION

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電力中央研究所では性能相関式による燃料電池の性能分析手法を開発し，小型のＭＣＦＣ単セル性能の評価に有用であることを既にに検証した。本方式が大型スタックにも適用できれば，スタックの性能分析あるいはＭＣＦＣプラントの性能解析に適用できるものと期待できる。本報告では，１０ｋＷ級スタックの性能をスタックとほぼ同一のコンポーネントを用いた小型単セル性能から導出した性能相関式で分析し，以下の結果を得た。（１）単セル性能から導出した性能相関式は，スタックの最高セル電圧を推算できた。（２）性能相関式を用いてスタックのアノードガスリサイクル特性を分析した結果，開路電圧とアノードネルンストロスが性能に大きく影響していることがわかった。（３）炭酸ガス濃度が１２％以下では実際のスタック電圧は性能相関式による推算値からの差が大きくなった。低炭酸ガス濃度領域ではカソード分極が増大するものと考えられる。

概要 （英文）

CRIEPI HAS ALREADY DEVELOPED A METHOD FOR EVALUATING THE PERFORMANCE OF FUEL CELLS BY A CORRELATION EQUATION. THIS METHOD IS USEFUL TO EVALUATE PERFORMANCE OF A SMALL SINGLE MCFC (SINGLECELL). IF THIS METHOD COULD BE APPLIED TO A LARGE STACK,IT COULD HELP EVALUATE STACK PERFORMANCE IN MCFC POWER PLANT. THE PERFORMANCE OF A 10-KW CLASS MCFC STACK WAS EVALUATED BY A CORRELATION EQUATION DERIVED FROM THE PERFORMANCE OF A SINGLE CELL WITH SIMILAR COMPONENTS TO THE STACK. THE FOLLOWING RESULTS WERE OBTAINED. (1)THE DERIVED CORRELATION EQUATION COULD ESTIMATE THE MAXIMUM CELL VOLTAGE IN THE STACK.(2)THE STACK PERFORMANCE WITH ANODE GAS RECYCLING WAS ANALYZED BY THE CORRELATION EQUATION. THE OPEN CIRCUIT VOLTAGE AND THE ANODE NERNST LOSS WERE THE DENOMINATE FACTORS IN THE PERFORMANCE WITH ANODE GAS RECYCLING (FIG. 2). (3)THE ACTUAL STACK PERFORMANCE DERIVED BY THE CORRELATION EQUATION AT LOW CATHODE CO2 CONCENTRATIONS WAS BELOW 12%. THE CATHODE POLARIZATION MAY INCREASE AT LOW CO2 CONCENTRATIONS.(FIG. 3).

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