PRESS RE
■背 景

燃料電池
率エネルギ料電池（SOに変換する近年、シ油資源とし化石燃料の目されてい家庭用や燃料とし、最高効率で ■内 容 SOFC のルスタックを多種の可た手法を適の上流と下適化しまし約条件としさらに、からプロトすることを気化学反応ニズムも明ン燃料を0した。その概 要 九州大主幹教授術部との率をさらSOFC置した構ロトン（することこのよトエネルルギー変本研究オンライELEASE（2池は燃料の化ギー変換技術OFC）はセ
ことが可能
シェールガスして開発されの中でもメタいます。

や業務用に実
45~55%LH
ですが、大規
の発電効率を
を燃料の上
可変構成パラ
適用し、
SOF
下流にそれぞした。この際して規定しま
最適化条件ン（H+）に
を理論的に世応時の燃料組明らかにしま
.01 mol sec
の結果、
“超高
‐燃料電
大学次世代燃授、松崎良雄
の共同研究で
に飛躍的に
の
2 つ以上
構成において（H+）に置き
をそのメカうな超高効
ルギー社会実変換材料の研究成果は、
20ンジャーナ
2015/07/29）
化学エネルギー術として注目
ラミック材料
能です。

、シェール
れるなかで、
ンを主成分
実用化されて
HV 程度の発電
規模な普及に
さらに飛躍
上流から下流へ
メータ（※FC の 2 つのセぞれ配置した、スタックのした。 件において固体に置き換えた世界で初めて見組成の変化に与した（図2）
c
-1の流量で供
高効率発電
”が
80%
電池の効率
料電池産学連
雄客員教授、
で、高効率発
向上させる革
上のセルスタ
、固体電解質
き換えた場合
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効率で行われ実現に向けた
究開発の方向
015 年 7 月 2ル『Scienti ーを直接電気されています料で構成されオイル（※4化石燃料のとする天然ガいるSOFC電効率を実現向けて、さ的に高効率化へ燃料の流れ5）の代数関セルスタック2 段構成におの耐久性を損体電解質内部た場合に（図見出しました与える影響を。解析結果供給し電気エが数値実験で%を超える率を飛躍的に連携研究セン立川雄也特任電を特長とす革新技術の理ック（※2）質内部の電荷合に、発電効もに世界で初る化石燃料か基幹エネルギ向性にも重要28 日（火曜ific Reports』 気エネルギーす。燃料電池れ高温下で動4）などの非
高効率でク
ガスは、炭素
C システムは
現していますらなる高効率
化するアプロ
れに沿って多
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ク（セルの内おいて、発電損なわないよ部の電荷担体1）、発電効
た。電荷担体を解析するこ
果の検証のた
エネルギーに
でも高精度に
“超高効率
に高める革
ンター（NE任助教らの研する固体酸化理論設計に成を燃料の上流荷担体（イオ率として8初めて示すこから電力へのギー技術と要な知見を与曜）午前
10 時
』で公開され

ーに変換する
池の中でも特
動作すること
非在来型の化
リーンな利用
素成分が少な
はこの天然ガ
す。この発電率化・環境性
ローチとして
多段に配置し
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=0.3電効率が最大
ように、各ス
体（移動イオ効率として80体（移動イオことによってめ、この“超に変換する反に再現されま率発電”に向革新技術の理EXT-FC）／大
研究グループ
化物形燃料電
成功しました
流から下流へ
オン）を従来
0%LHV（※ことに成功しのエネルギーして期待され与えるもので時（英国時間れました。〒819-0TEL:092-802MAIL:ko URL:htることが可能特に発電効率とから多様な化石燃料が新用技術の必要なく環境性がガスを主成分電効率は現状性の向上が望て、本研究グした構成にお手法を開発し383 Ωcm2、大化するようスタックの燃オン）を従来
0%LHV を超
オン）の違い
て、この
“超高
超高効率
”を示
反応システム
ました（図2向けて 理論設計に大学院工学研プは、東京ガ電池（SOFCた。 へ燃料の流れ来の酸化物イ※3）を超え
しました。

ー変換は、環れます。また
です。

間）に科学誌
九州
0395 福岡市西
2-2130 FAX:09oho@jimu.kyu
ttp://www.kyu
能であり、次
率が高い固体な燃料を電気
新たな天然ガ
要性が高まっ
が最も高い燃
分とする都市状の分散型電
望まれていま
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来の酸化物イ
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2）。
に成功！-
研究院の佐々
ガス株式会社
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れに沿って多
イオン（O2-）
る
“超高効率
環境性の高いた、この成果
誌
Nature 姉

大学広報室

区元岡
744
92-802-2139
ushu-u.ac.jp
ushu-u.ac.jp
次世代の高効体酸化物形燃気エネルギー
ガス資源や石
っています。
燃料として注
市ガスを主な電源としては
ます。

つ以上のセ
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次に、得られ
0 K）を燃料
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イオン（O2-）
効率
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石
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現電


今後はこの
“超高効率発電”実現のキーとなる高いプロトン輸率を有するプロトン導電性酸化物の開
発とそれを電解質材料に用いた多段酸化
SOFC の研究開発に取り組んでいきます。


■効 果
このような超高効率で行われる化石燃料から電力へのエネルギー変換は、
CO
2の排出削減に大きく
貢献し、環境性の高いスマートエネルギー社会の実現に向けた基幹発電技術として期待されます。また、
“超高効率発電”では、発電時に発生する排熱が少ないため、熱の利用を必ずしも前提とする必要
性がなく、市場適用性の極めて高い分散発電技術になると考えられます。

■論文情報 “Effect of proton-conduction in electrolyte on electric efficiency of multi-stage solid oxide fuel cells”, Yoshio Matsuzaki, Yuya Tachikawa, Takaaki Somekawa, Toru hatae, Hiroshige Matsumoto,
Shunsuke Taniguchi, Kazunari Sasaki, Scientific Reports 5, 12640; doi: 10.1038/srep12640 (2015). ■研究について
本研究は、文部科学省 革新的イノベーション創出プログラム：
COI STREAM( Center of Innovation
Science and Technology based Radical Innovation and Entrepreneurship Program)の助成を受けて行われました。グリーンアジア国際戦略総合特区「スマート燃料電池社会実証」事業における研究開発基盤整備に対しても感謝します。

【用語解説】

（※1）固体酸化物形燃料電池（SOFC）：固体電解質と呼ばれる、イオンが伝導可能なセラミックスを
用いた高温で作動する燃料電池、
Solid Oxide Fuel Cell。
（※2）セルスタック：セルと呼ばれる発電を行う部位を直列に連結させた集合体。
（※3）LHV：Lower Heating Value の略。燃料の燃焼熱に水分の凝縮熱を含めない時の効率値。
（※4）シェールガス・シェールオイル：地下のシェール層と呼ばれる油と天然ガスを多く含む地層に
埋蔵されている非在来型の化石燃料。

（※5）可変構成パラメータ：技術の構成条件のうち変更可能な数値を与えることが可能なもの。例え
ば、上流側セルスタック内セル数と下流側セルスタック内セル数の比率、各セルスタックでのそれぞれの燃料利用率など。