不純物混入ガスのセル特性への影響

カテゴリ: 部門大会

論文No: 263

グループ名: 【B】平成15年電気学会電力・エネルギー部門大会講演論文集

発行日: 2003/08/06

タイトル(英語): Influence of impurities mixing gas for the cell characteristics

著者名: 小林洋臣(東京電機大学),秋葉謙次(東京電機大学),西川尚男(東京電機大学),知沢洋(東芝インターナショナルフュエルセルズ)

著者名(英語): Hisao Nishikawa()

キーワード: 不純物|セル電圧特性|生ごみ生ごみ|impurity|cell voltage characteristic|garbage

要約(日本語): 年々生ごみの排出量が増加するとごみの最終処分場が不足し、特に大都市圏においては深刻な問題となり、早急な対応が望まれている。
　生ごみの資源化方法は好機性発酵によるコンポ化と嫌気性発酵によるバイオガス化に分けられる。好気性発酵とは酸素のある環境で発酵させるので、最終的には肥料として還元することができる。しかし、大都市圏では肥料の需要が限られてしまうため、大量の生ごみの資源化が望めない。一方、嫌気性発酵とは酸素のない密閉した容器内で、メタン発酵細菌の作用により有機物を分解し、バイオガスを発生させる。このバイオガスを改質して水素を取り出し、燃料電池に供給し発電するシステムが確立されれば、大量の生ごみの資源化が望まれると共に、小資源国の日本にとって貴重な資源として再利用することができる。
　既にりん酸形燃料電池（PAFC）では、ビール工場等の廃水処理や下水処理でメタン発酵を行い、発生したバイオガスを利用して発電する方式を確立している。PAFCは発電容量が大きいため、生ごみをトンオーダーで回収することができ、メタン発酵処理を行って発電する大規模な発電システムとして今後も実施されるものと思われる。

　一方、家庭あるいは集合住宅では生ごみの排出量が少ないため、他の燃料電池と比べて、小型・軽量化が可能で、出力密度が高く、運転温度が低い固体高分子形燃料電池（PEFC）の適用が望まれる。
　しかし、PEFCはPAFCと比べ、運転温度が低く、電解質に固体高分子膜を用いているため、PAFCでは影響を受けなかった燃料に含まれているわずかな有害物質（一酸化炭素や二酸化炭素、バイオガス中のアンモニア・硫化水素・塩化水素等）の影響で、セル特性や寿命低下あるいはセル劣化にいたることが懸念される。
　そこで本研究では、まだ開発段階であるPEFCを用いて、生ごみから嫌気性発酵により発生させたバイオガスを想定した（バイオガス中に含まれている不純物ガスの）模擬ガスを用いて、セル特性への影響を調査した。

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