SOFCは高温作動の電気化学デバイスであり、水素や炭化水素燃料から直接電気を取り出すことができ、高効率発電が可能となります。家庭用 (1 kW未満) などの小さな出力規模でも高い効率が出せることから、分散形の発電システムに適しています。また、発電とは逆向きに電力を投入するSOECモードでは、水素製造やCO2分解が可能であり、今後求められる化石燃料の高効率利用、再生可能エネルギー活用の拡大、炭素循環のための中核技術であると言えます。
SOFCはすでに一部用途で実用化されているものの、大量に普及させるためには構成材料に関する課題も多く、さらに最近検討されているSOECではさらに高い性能が求められるため、これからの開発が重要となります。
本セミナーでは、SOFC/ECの基礎、開発動向、現状技術と課題、今後の求められる開発方向と、新規材料開発の例を解説します。
- SOFC/SOECの基礎
- 作動原理、発電効率の理解
- 高効率化はどこまで可能か
- 国内外における開発動向と普及に向けた課題
- 様々なセル構造とスタック構造
- セルとスタック構造の基礎
- 構造を制約する因子と設計における留意点
- これまでの開発の流れとメタルサポートSOFC
- 今後の開発の方向性
- SOFC/SOEC構成材料と課題、解決方向
- 電解質、電極材料と作動温度低温化
- 発電反応 (過電圧) により起こる電極の劣化現象
- 燃料中や空気中の不純物はどの程度に抑える必要があるか
- 金属部材 (ステンレス鋼) の選定と必要な対策
- SOFC/SOEC材料の研究開発動向
- 低コストと耐久性の両立のために
- 新規材料開発の現状と今後
- 酸化・還元に強い燃料極材料
- 低温作動化に必要な高活性空気極材料
- 高水蒸気分圧でも使用可能な高耐久FeCrAl合金
- SOFC/SOECを活用した将来のエネルギーシステム
- 石炭などの化石燃料活用の必要性
- 脱炭素社会への貢献のために
- 電気自動車とはどのように共存するか
- 将来社会イメージ
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