成果報告書詳細
管理番号20110000000901
タイトル*平成22年度中間年報 固体酸化物形燃料電池システム要素技術開発 基礎的・共通的課題のための研究開発 石炭ガス化ガス中の微量成分に関する調査研究
公開日2012/2/17
報告書年度2010 - 2010
委託先名国立大学法人岐阜大学
プロジェクト番号P08004
部署名新エネルギー部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等
(1)緒言
岐阜大学では,石炭中微量金属の揮発・凝縮に関する熱力学データーベースおよび産業技術総合研究所(産総研)と名古屋大学(名大)での石炭ガス化時の暴露試験結果をもとに,IGFCプロセスにおける腐食性ガスを含む有害微量成分の化学形態の特定化とその反応速度パラメータを明らかにする。本研究のポイントは石炭ガス化ガス中の有害微量成分濃度の「ガス精製により除去できる下限値」と被毒に耐えSOFC 電極が「長時間運転できる上限値」を明確にすることである。最終的には,SOFC 側の条件に適合するガス化プロセス側の精製プロセスの設計・運転指針を与えることを目標にしている。
平成22 年度は,石炭ガス化ガス中に含まれる微量元素のSOFC セル素材への影響について,論文サーベイによる文献調査,模擬ガス組成をEAGLE ガス化ガスベースとした熱力学平衡計算, 電気炉を用いた曝露試験を実施した。また, ホットステージ付き顕微鏡を用いた曝露試験中のボタン型セルのリアルタイム観察を行い,Ni 等のセル表面への金属析出挙動等を速度論的に追跡した。
英文要約Title:
Fundamental Research Projects for Development of System and Elemental Technology on Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) for Basic Study on Effect of Trace Elements in Coal Gasification Gas on Ruggedness and Reliability (FY2008-2010)
FY2010 Annual Report
Abstract:
The objective of the present study is that “the lower limit eliminable by gas purification” and “the upper
limit operational for a long time for SOFC” of the concentration of hazardous trace elements in coal
gasification gas are found. In FY2010, the effect of trace elements in coal gasification gas on metals in
the electric cell of SOFC was investigated by bibliographic survey, the thermodynamic equilibrium calculations
under the condition of the simulated EAGLE gasification gas and the exposure experiments with an electrical
furnace. In addition, the in situ observation of the surface of a button cell in the exposure experiments
was carried out by using the microscope with a hot-stage to kinetically follow the behavior of the precipitation
of metals such as nickel on the surface of the cell. The bibliographic survey showed that several studies in
U.S. revealed some mechanisms of the poisoning by a single component in the approach of the doping of some
impure components to a simulated gas fuel. As a result of the thermodynamic equilibrium calculations and the
exposure experiments with the electrical furnace and microscope, it was found that arsenic and selenium erode
zirconia and react nickel to form
NiAs and Ni7Se8 in the electric cell for the retention time of 6.5 h after heating to 700oC. On the other
hand, it was found that nickel compounds precipitate from the cell and condense on the surface of the cell
to pose pore blockage since then.
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