報告書番号

W96011

タイトル（和文）

ＭＣＦＣ性能の電気化学的考察

タイトル（英文）

ELECTROCHEMICAL ANALYSIS OF MCFC 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の実用化のためには性能向上および安定化が必要であり，特にカソード性能向上が重要である。このためには，電池部材のミクロ構造と電池性能との関係を議論する必要がある。電池メーカーおよび電解質組成の異なる小型単セル実験結果からカソード反応抵抗（Ｒｃ）を検討し，２つの式のいずれかの式に従うことがわかった。また，カソード水蒸気分圧のＲｃへの影響を検討した結果，Ｒｃは水蒸気量が増えるほど減少した。これらの式の形式変化を電気化学的に考察し，反応や反応種の拡散に係わる抵抗の大小から合理的に説明できる反応メカニズムを推論した。また，カソード反応抵抗式の係数とカソード分極との関係を検討し，カソード分極はスーパーオキサイドイオンに係わる係数に大きく依存しており，電極ミクロ構造がこの係数に影響していると考えられる。

概要 （英文）

IMPROVED CATHODE PERFORMANCE IS NEADED TO MAKE AN MCFC POWER PLANT REALITY. THE RELATIONSHIP BETWEEN CATHODE STRUCTURE AND CELL PERFORMANCE NEEDS CLARITYING TO IMPROVE CATHODE PERFORMANCE. THEREFORRE, WE TESTED MANY SINGLE CELLS OF DIFFERENT DESIGN AND ELECTROLYTES SUCH AS LI/K AND LI/NA. THE PREVIOUS PERFORMANCE FORMULA OF THE CATHODE REACTION RESISTANCE WAS VERIFIED USING THE TEST RESULTS. THE PRESSURE DEPENDENCE OF THE PERFORMANCE FORMULA DID NOT AGREE WITH THE ACTUAL CELL PERFORMANCE AND THE PERFORMANCE FORMULA WAS IMPROVED. IN ADDITION, THE EFFECT OF STEAM IN THE CATHODE GAS ON THE PERFORMANCE FORMULA WAS EXAMINED. ADDITION OF STEAM TO CATHODE GAS DECREASED THE REACTIONRESISTANCE. THE CATHODE REACTION MECHANISM WAS INVESTIGATED ELECTROCHEMICALLY TO UNDERSTAND THE REASON FOR THE CHANGE IN THE PERFORMANCE FORMULATION. A MECHANISM THAT CAN EXPLAIN THE CHANGE IN THE FORMULATION WASSUGGESTED;SUPER-OXIDE IONS, AND CARBON-DIOXIDE ARE REACTIONS IN THE CATHODE READCTION. IN THE MECHANISM, THE CATHODE REACTION RESISTANCE IS COMPOSED OF RESISTANCES DUE TO REACTIONS AND DIFFUSIONS OF REACTANTS. THE MAGNITUDE OF THE RESISTANCE DEPENDS ON THE CELL DESIGN AND DETERMINESTHE FORMULA. THE DIFFUSION RESISTANCE OF THE SUPER-OXIDE ION IS THE LARGEST AND DOMINATES THE CATHODE PERFORMANCE.

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