電子システム専攻２年 遠藤圭斗 指導教官 木下祥次 教授

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1 電子システム専攻２年 遠藤圭斗 指導教官 木下祥次 教授
固体電解質型燃料電池の　　　　　　　開発に関する研究 電子システム専攻２年　　遠藤圭斗 指導教官 　　　　　木下祥次　教授

2 固体電解質型燃料電池とは･･･ ・燃料（水素）と酸素の化学反応を利用した発電シ ステムを持つ電池
・燃料（水素）と酸素の化学反応を利用した発電シ　ステムを持つ電池 ・気候に左右されやすい水力発電や風力発電に比　べ、出力が安定している ・電解質に固体を使用しているためシステムの構成　が容易である ・発電の際に、地球を汚す物質（2酸化炭素、窒素　　酸化物）をほとんど出さない　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

3 この反応は電解質が十分なイオン導電率を示す1000℃付近の雰囲気で起こる．
燃料電池の発電原理 １．電解質の中を酸化物イオンが酸素極から燃料極に移動する． ２．燃料側に移動した酸化物イオンは水素と結合し蒸気になる． ３．イオンの一部を構成する電子が余り，電子は負荷をへて，　　　酸素極に還流する． ４．電子は酸素極の酸素と結合して酸化物イオンとなる． O２ 電解質 酸素極 燃料極 この反応は電解質が十分なイオン導電率を示す1000℃付近の雰囲気で起こる． ２ｅ O２- ２ｅ H２ H2O

4 単電池の作成 １４００℃（４ｈ） ～焼き付け方法～ 酸素極 （コバルトー ランタン） 電解質（ＹＳＺ板） 燃料極
（コバルトー　　　　ランタン） 電解質（ＹＳＺ板） 燃料極 （ニッケルー　　　酸化ジルコニウム）

5 発電実験結果（板厚0.5ｍｍ）

6 直流法による内部抵抗測定 単電池 内部抵抗測定回路 e0 r0 RL IL

7 直流法による内部抵抗測定 r0＝68.9 電源としては大きすぎる 　　内部抵抗を　　低くする事が必要

8 従来の実験装置の問題点 ・圧力測定位置が発電部から離れているため 正確な燃料圧力を測定できているか不明
・圧力測定位置が発電部から離れているため　正確な燃料圧力を測定できているか不明 ・発電用電気炉内の温度制御が手動であり　　不安定 ・電極の焼き付けに必要な１４００℃までの加　熱が装置の性能上不可能 ・発電用電気炉が半割円筒型で構成されてい　るので機密性に欠ける

9 実験装置の改善と高出力化（電気炉） 電気炉計算モデル 新電気炉

10 実験装置の改善と高出力化（発電装置） 圧力測定部 セラミック加工板 温度測定部 燃料供給部

11 今後の展開 ・新たな装置の完成（発電装置、電気炉） ・新装置での単電池の性能試験 ・新装置での高出力実験（単電池直列９個 目標）
・新装置での高出力実験（単電池直列９個　目標） ・内部抵抗の測定（内部抵抗の減少）

12 電気炉内部温度による放熱量計算 内部温度による電気炉の総放熱量

13 従来の発電装置全体の写真とモデル 装置の写真 装置のモデル図