二次元近似による平板形SOFCの性能計算 Numerical Analysis of Planar Solid Oxide Fuel Cells by Two-Dimensional Approximation

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著者

    • 宮本 均 MIYAMOTO HITOSHI
    • 三菱重工業(株)高砂研究所 神戸技術開発・研究推進G Takasago R & D Center, Mitsubishi Heavy Industries, LTD.
    • 峯元 雅樹 MINEMOTO MASAKI
    • 九州大学大学院工学研究院 化学工学部門 Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Kyushu University

抄録

固体酸化物形燃料電池(SOFC)の電気的,熱的な性能を予測するためには,内部の流れ,拡散,電極反応など多くの現象を考慮する必要がある.本研究では一様流れではない場合を含む,SOFC性能の数値計算手法とその結果を示した.計算の特徴は,SOFCの構成部材とガスの流れ場を二次元平面で近似し,内部でのメタンの改質反応を含む電気化学反応に関するモデルと,電池の構造に基づく電極表面のガスの流れ場を考慮した物質・エネルギー収支計算を連立させた点にある.開発したモデルを,筆者らが開発している平板形SOFCの計算に適用した結果,数値計算による電流電圧特性予測値は実験値と15%以内で一致し,濃度については10%以内で一致した.燃料にメタンが含まれる内部改質条件では温度やガスの分布が水素の場合と異なることを見出した.また,温度分布からみて最適なガスの通気方法について検討した.

An integrated performance analysis of solid oxide fuel cells (SOFC) in a non-uniform flow field was investigated. The main feature of the analysis is the combination of the two-dimensional flow, mass and energy balance equations together with micro-modeling based on the electrochemical reactions, such as internal methane reforming. The model allows SOFC performance to be predicted more precisely than by assuming a uniform flow field. The calculated values agreed with the test results with discrepancies of less than 15% for the current-voltage characteristic and less than 10% for the gas concentration. Results showed a remarkable difference in temperature and concentration profiles between the internal reforming condition and the hydrogen fuel condition. The most suitable cathode gas supply techniques are also discussed.

収録刊行物

  • 化学工学論文集

    化学工学論文集 28(4), 443-450, 2002-07-20

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  10件中 1-10件 を表示

被引用文献:  5件中 1-5件 を表示

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10013409255
  • 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
    6240421
  • 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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