報告書番号

W93022

タイトル（和文）

溶融炭酸塩型燃料電池の高出力密度下における性能と寿命（その２）－運転条件と電池性能の相関解明－

タイトル（英文）

PERFORMANCE AND LIFE OF MCFC AT HIGH CURRENTDENSITY(2)-CORRELATION BETWEEN OPERATION CONDITION AND CELL PERFORMANCE

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（ＭＣＦＣ）発電プラントの実用化のためには，電池出力密度（電流密度）を現状の１５０ｍＡ／ｃｍ２から２５０～３５０ｍＡ／ｃｍ２まで高出力化させる必要がある。しかし高電流密度化に伴い，発電の過電圧が大きく増大し，電池自体が不安定になる可能性がある。特にＭＣＦＣではカソード側の過電圧がアノード側に比べて大きいといわれており，高電流密度下で電池を安定に運転できるカソードガス条件を把握することは重要である。そこで今回，小型単セルを用いて，高電流密度下での電流密度Ｊとカソードガス条件の関係を電池出力Ｖ（＝Ｅ＊－Ｒ×Ｊ，Ｅ＊：開路電圧（ネルントスロス含む），Ｒ：電池抵抗）の安定性という観点から整理・検討した。この結果，安定に運転できる高電流密度の限界値は，カソードガスの炭酸ガス分圧／酸素分圧の対数比（Ｉｎ（Ｐｃｏ２／Ｐｏ２））で上手く整理できることが明らかとなった。

概要 （英文）

TO COMMERCIALIZE MOLTEN CARBONATE FUEL CELLS(MCFC),IT IS NECESSARY TO IMPROVE THE PRESENT POWER DENSITY (1.2 KW/M2). THE TARGET POWER DENSITY IS 1.5 TO 1.8 KW/M2 BASED ON OUR ECONOMICALANALYSES. TO ACHIEVE THIS POWER DENSITY,WE MUST OPERATE THE MCFC AT HIGH CURRENT DENSITY LIKE 250 TO 350 MA/CM2. UNDER HIGH-CURRENT-DENSITY OPERATION,HOWEVER,THE CELL VOLTAGE MAY BECOME UNSTABLE DUE TO THE NON-LINEAR INCREASE IN THE CATHODE OVERPOTENTIAL. THEREFORE,IT IS IMPORTANT TO CLARIFY THE CATHODE GAS CONDITIONS FOR HIGH-CURRENT-DENSITY OPERATIONBECAUSE THE CATHODE OVERPOTENTIAL DEPENDS ON THE CATHODE GAS CONDITIONS.

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