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導電性カーボンブラックの使用テクニック
全国55,0002024-05-16
固体酸化物燃料電池(SOFC)の最新技術を解説!
★ プロトン伝導体はこれまでの材料と何が違うのか? プロトン伝導体には何が期待できるのか?といった疑問にお答えします。
講師
九州大学 カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所
教授 博士(工学) 松本 広重 先生
【専門】
固体電気化学・固体イオニクス
・プロトン伝導性酸化物の基礎と応用
・水・水蒸気電解に関する研究開発
受講料
1名41,040円(税込(消費税8%)、資料付)
*1社2名以上同時申込の場合 、1名につき30,240円
*学校法人割引 ;学生、教員のご参加は受講料50%割引。
セミナーポイント
■はじめに
固体酸化物燃料電池(SOFC)の作動温度の低減やエネルギー変換効率の向上に向けて、プロトン伝導体を使う試みが本格化している。なぜ、燃料電池の低温作動化や高効率が見込めるのか?これまでの材料とは何が違うのか?本セミナーの目的の一つは、「プロトン伝導体には何が期待できるのか」について答えることである。従来のSOFCに電解質として用いられている安定化ジルコニアでは、材料の構成元素のひとつである酸素のイオン(O2-)が伝導種として働くのに対して、プロトン伝導体では水素のイオン(H+)が伝導種となる。どちらを使っても同じように燃料電池が作動するが、詳細には、至る所に相違があり、例えば、作動条件や電極材料は異なる。また、材料の評価法や実験結果の解釈も異なってくる。これまでSOFCや類するものを扱ってきた方々が、プロトン伝導体を使ってみようとしたとき、あるいは他の研究者の発表を目にしたときに、釈然としない部分、本当はどう考えるべきなのかという疑問を持つことが多いのではなかろうか。このようなプロトン伝導体に個別に具体的な問題に触れるのが本セミナーのもう一つの目的である。
■受講対象
特に固体電解質を用いた燃料電池、水・水蒸気電解等に興味を持つ方。プロトン伝導性酸化物に興味を持つ、扱っている方
■本セミナーに参加して修得できること
・プロトン伝導性酸化物の合成法・実験手法
・プロトン伝導性酸化物の応用(燃料電池、水蒸気電解、ほか)
・各国での研究開発状況
セミナー内容
●プロトン伝導体に何が出来るか
・プロトンが動くセラミックス
-プロトン伝導性セラミックスとは
-水素ポンプの例を通じて
-中温作動用電解質としての有用性
・プロトン伝導体の応用(概論)
-ガルバニ電池と電解槽:電気化学的エネルギー・物質分離変換の原理
応用例1:水素センサー
応用例2:燃料電池 効率の向上
応用例3:水素ポンプ
応用例4:水蒸気電解
応用例5:メンブレンリアクター
応用例6:混合伝導体
・将来の社会システムへの適合例
-水素エネルギーシステム
-プロトン伝導体を用いたエネルギー・物質変換
-エネルギー変換の効率・コスト
●プロトン伝導体の性質と実験
・プロトン伝導体の合成
-固相反応法
-化学溶液法
-物理蒸着法
-気にすること:セッター、原料の蒸散、ボールミル、焼成炉、研磨など
・プロトン伝導性の発現原理と材料設計
・プロトン伝導種の濃度と温度、雰囲気との関係
・プロトン伝導体のキャラクタリゼーション
-赤外吸収測定によるOHの測定
-熱重量分析によるプロトン量の定量
・電気化学的測定
-導電率測定
-イオン輸率の決定:水素濃淡電池、酸素濃淡電池
-プロトンと酸化物イオンの輸率の分離:水蒸気濃淡電池
-同位体効果
●実際の応用
・電気化学セルの構成
-電解質支持型
-電極支持型
・水蒸気電解による水素製造
-各種水・水蒸気電解の比較
-水蒸気電解の特性の検討例
-各国における検討状況
・燃料電池発電
-中・低温電の作動
-酸化物イオン伝導体セルとの比較
-水素吸蔵合金担持型高性能燃料電池
-各国における検討状況
●プロトン伝導体の応用上の課題
・適合する電極材料の探索
・化学膨張による不連続な体積変化
・遷移金属の拡散による導電率の減少
・電子リーク(特に、水蒸気電解において)
●まとめと今後の展望
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