2/24 固体酸化物形燃料電池／電解セル(SOFC/SOEC)の 発電・電解の原理と材料・評価法

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

　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 セル内の温度分布のその影響
　4.3 動作時のセルの変形と応力の発生
 
５．SOFC・SOFCの開発の歴史と展望
　5.1 SOFC・SOECの研究・開発の歴史と開発動向

　5.2 SOFC・SOECの展望

　□質疑応答□

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