報告書番号

W94034

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３）－運転温度の影響と長期連続発電試験結果－

タイトル（英文）

PERFORMANCE AND LIFE OF MCFC AT HIGH CURRENTDENSITY (3)

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）発電プラント実用化のためには電池の出力密度（電流密度）を現状の１５０ｍＡ／ｃｍ２から２５０～３５０ｍＡ／ｃｍ２まで高電流密度化させる必要があるが，高電流密度化に伴うセル性能の温度依存性等については知られていない。そこで，今回セル性能への運転温度の影響を実験的に明らかにすることを目的とし，小型セルを用いて測定・検討を行った。また３００ｍＡ／ｃｍ２での長期発電試験を行い，電流密度が電池寿命に与える影響を検討した。その結果，以下の成果を得た。１．セルの反応抵抗および内部抵抗の変化分は電流密度や圧力に依存せず，アレニウス型の依存性を示す。２．出力密度１．８ｋＷ／ｍ２でかつ単セル電圧６００ｍＶ以上が得られる運転条件範囲は運転温度によって大きな影響を受ける。３．高電流密度での連続発電結果から，反応抵抗は電流密度に対して独立した定数（抵抗）として扱える。

概要 （英文）

WE MUST IMPROVE THE PRESENT POWER DENSITY(1.2 KW/M2)TO COMMERCIALIZE MOLTEN CARBONATE FUEL CELL(MCFC)PLANTS. THE TARGET POWER DENSITY IS FROM 1.5 TO 1.8 KW/M2 BASED ON ECONOMIC ANALYSIS.TO ACHIEVE THIS DENSITY,WE MUST OPERATE THE MCFC AT HIGH CURRENT DENSITIES LIKE 250 TO 350 MA/CM2. HOWEVER,THERE ARE FEW DATA ON CELL PERFORMANCE AT HIGH CURRENT DENSITY ESPECIALLY THE EFFECT OF TEMPERATURE ON VOLTAGE. WE EXAMINED THE PERFORMANCE OF SINGLE CELLS TO CLARIFY THE EFFECT OF CELL TEMPERATURE AT HIGH CURRENT DENSITY. WE ALSO CARRIED OUT LONG-TERM OPERATION(ABOUT 6,000 HOURS)AT HIGH CURRENT DENSITY(300 MA/CM2). THE FOLLOWING RESULTS WERE OBTAINED. 1.THE ENHANCEMENT IN CELL VOLTAGE WITH TEMPERATURE IS EXPRESSED BY ARRHENIUS EQUATION. 2.THE OPERATING CONDITIONS NECESSARY TO ACHIEVE OUR TARGET PERFORMANCE HAS LARGE DEPENDANCE ON CELL TEMPERATURE AT HIGH CURRENT DENSITY.

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