1/21 固体酸化物形セルを用いた 水素製造・利用技術の基礎と最新動向

東北大学　大学院環境科学研究科　教授　博士(工学)　川田 達也　氏

専門：固体イオニクス、エネルギー材料

1986年3月　東京大学大学院工学系研究科化学エネルギー工学専攻　修士課程修了　
1986年4月　通商産業省工業技術院化学技術研究所（後に改組により物質工学工業技術研究所）研究員
1995年3月　博士（工学）取得　（東京大学大学院工学系研究科）
1995年8月　東北大学科学計測研究所（後に改組により多元物質科学研究所）助教授
2006年5月〜　東北大学大学院環境科学研究科教授
2022年1月〜　SOFC研究会会長
2023年10月〜　東北大学SOFC/SOEC実装支援研究センター長

研究室ホームページ：http://www.ee.mech.tohoku.ac.jp

　酸化物イオン導電性をもつセラミックスを用いた燃料電池（Solid oxide fuel cell: SOFC）や、その逆動作として高温で水素を作る水蒸気電解（Solid oxide electrolysis cell: SOEC）は、再生可能エネルギーの有効利用とための鍵となる技術として注目されている。

　本セミナーでは、SOFC/SOECの動作の原理と、そこで使われる電解質や電極の材料について、熱力学・電気化学・材料科学の観点から解説し、開発に必要となる評価手法について解説する。また、最新の開発動向を俯瞰し、その課題と将来展望について考える。

１．SOFC/SOECの発電・電解の原理
　1.1 化学エネルギーと電気・熱エネルギーの変換
　1.2 発電効率・電解効率
　1.3 電極反応に伴うエネルギーロス
　1.4 電極反応の考え方
 
２．SOFC/SOEC材料の基礎
　2.1 イオン伝導と拡散・荷電粒子の輸送
　2.2 固体電気化学セルの特徴
　2.3 電解質材料
　2.4 空気極材料
　2.5 燃料極材料
　2.6 インターコネクト材料
 
３．ボタンセルの電気化学評価法
　3.1 単セル評価の実際と注意点
　3.2 参照電極
　3.3 交流インピーダンス測定の概要
　3.4 緩和時間分布（DRT）解析
　3.5 電極過程の等価回路解析の原理
　3.6 電極過程の等価回路解析の実際
 
４．セル・スタックの発電特性と信頼性評価
　4.1 単セル／スタックで問題となる課題
　4.2 セル内温度分布とその評価
　4.3 セル内の温度分布のその評価
　4.4 動作時のセルの変形と応力の発生
 
５．SOFCの開発の歴史と最近のSOFC/SOEC開発動向
　5.1 SOFCの研究・開発の歴史
　5.2 SOFC・SOECの国内外の開発動向

　5.3 SOFC・SOECの信頼性・耐久性に関する課題と対策

　□質疑応答□

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