固体酸化物燃料電池の高効率化運転条件とシステム評価 Study on High Efficiency Operation-Conditions of Solid Oxide Fuel Cell and its System Evaluation

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著者

    • 田中 加奈子 TANAKA Kanako
    • 東京大学大学院工学系研究科 化学システム工学専攻 Department of Chemical System Engineering, University of Tokyo
    • 温 慶茹 WEN Ching-Ju
    • 東京大学大学院工学系研究科 化学システム工学専攻 Department of Chemical System Engineering, University of Tokyo
    • 山崎 章弘 YAMAZAKI Akihiro
    • 東京大学大学院工学系研究科 化学システム工学専攻 Department of Chemical System Engineering, University of Tokyo
    • 山田 興一 YAMADA Koichi
    • 東京大学大学院工学系研究科 化学システム工学専攻 Department of Chemical System Engineering, University of Tokyo

抄録

メタンを燃料とする1MW固体酸化物燃料電池 (SOFC) のセル, モジュール及びシステムの設計を行った.広い作動温度, スチームカーボン比 (S/C) 条件範囲における出力特性を明らかにし, システムを投入コスト, エネルギーの観点から評価を行った.過電圧, 電解質抵抗の値としては現在1000℃で得られている値が低温でも得られるとしてSOFC発電特性値を計算した.熱力学データをもとに計算した発電効率は, 低温作動になるほど高い値となった.低温化による安価材料の使用, 装置小型化, 燃料原単位の向上により, コスト, エネルギーペイバックタイム (<I>CPT, EPT</I>) は短縮されることが明らかになった.また, 低S/C作動も<I>CPT, EPT</I>の低減に重要であることがわかった.評価の結果, SOFCシステムの実現のためにはS/C=1.0~1.5で800℃以下の作動条件を目標にすればよいことが明らかになった.

A solid oxide fuel cell (SOFC), its module and 1 MW system using CH4 fuel are designed. The performance data of the SOFC system is calculated over a wide range of working temperatures and steam to carbon ratios (S/C). For the calculation, over-potential and electrolyte resistance values at a lower temperature than 1000°C are assumed to be as the same as those actually obtained at 1000°C. The SOFC system was evaluated using measures of cost and energy payback times (<I>CPT</I>, <I>EPT</I>), The calculation results using thermodynamic data showed that the generation efficiency of SOFC increased with the decrease of the working temperature. A lower temperature operation of SOFC shortened the CPT and EPT, because it enabled the application of lower cost materials, the size-reduction of equipment and the improvement of unit fuel consumption for the SOFC system. The lowering of S/C was also important to decrease the CPT and EPT. The evaluation results indicated that operating conditions of S/C =1.0 1.5 and the working temperature lower than 800°C were target values to realize the SOFC system.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 24(4), 597-602, 1998-07-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  7件

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被引用文献:  2件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002835690
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4507331
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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