報告書番号

W95009

タイトル（和文）

ＭＣＦＣのニッケル短絡による電池寿命評価－大型スタックへの予測式の適用と簡易モデルによる考察－

タイトル（英文）

CELL LIFE DUE TO NIO CATHODE DEGRADATION OF MCFC APPLICATION OF EMPIRICAL EQUATIONS TO STACK RESULTS AND DEVELOPMENT OF SIMPLE MODEL.

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寿命において，ニッケル短絡が大きな問題の１つとなっている。先に小型単セル実験から導出した，ニッケル短絡発生時間等に関する予測式をスタックに適用し，有効性を検証するとともに，ニッケル短絡回路のについて考察した。（１）１００ｋＷ級および１０ｋＷ級スタックにおいて実測されたニッケル短絡の発生時間は，予測値にほぼ一致し，式の導出に使用したセルと仕様（電極や電解質板の材料や構造）の異なるスタックにおいても有効であることがわかった。スタックで実測されたニッケル短絡電流の増加速度は予測値よりも小さく，これはカソード酸素分圧の影響であると考えられる。（２）酸化ニッケルの存在を仮定した簡易なニッケル短絡回路モデルを提案し，ニッケル析出量と短絡電流との関係を考察した。酸素分圧は酸化ニッケル層の厚みに影響すると考えられる。

概要 （英文）

THE SHORT-CIRCUITING CAUSED BY DISSOLUTION OF THE NIO CATHODE IN THE MCFC WAS INVESTIGATED.THE EFFECTS OF MATRIX THICKNESS,CATHODE CO2 PARTIAL PRESSURE AND CATHODE O2 PARTIAL PRESSURE ONTIME TO SHORTING,AND INCREASING SHORT CIRCUIT CURRENT DENSITY WERE CLARIFIED.EMPIRICAL EQUATIONS DERIVED FROM SINGLE CELL EXPERIMENTS,WERE APPLIED TO ESTIMATION OF S10KW STACK AND A 100-KW STACK.THE ESTIMATED SHORTING TIMES AGREEHOWEVER,THE MEASURED INCREASE IN SHORT CIRCUIT DENSITIES DIFFERED FROM THE ESTIMATED RATES.THE RATE WAS SMALLER AT HIGHER O2 PARTIAL PRESSURE.THE RESULT SUGGESTS THAT PART OF THE DEPOSITED NI IN THE MATRIX IS LITHIATED,AND THAT HIGHER O2 PARIAL PRESSURES INCREASE THEFRACTION OF THE OXIDANT-RICH REGION TO THE MATRIX THICKNESS.

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