在日本科學技術振興機構(JST)于11月20日舉行的理事長作者會上，作為日本文部科學省于2013年度啟動的”關于能源存儲、運輸及使用等的革新性技術開發”項目(簡稱：能源載體項目)具體研發事例，日本京都大學研究生院工學研究科教授江口浩一介紹了氨燃料電池的研發內容。能源載體項目是JST推進的尖端低碳化技術開發(ALCA)中的重點技術領域之一，預計其1年的研發預算約為10億日元。

　　能源載體項目由制氨組、用氨組、有機氰化物組、工藝工學組四個團隊來實施。該項目計劃將氨(NH3)作為氫氣源使用，推進這項研發的原因在于，液氨的單位體積氫濃度為12.1kg/100L，高于液氫的7.06kg/100L。而且，氨在標準大氣壓下的液化溫度為25℃，比較容易處理。而氫在標準大氣壓下的液化溫度為-242℃，必須在極低溫度下保存，這是一大技術課題。另外，如果利用現有碳化氫(CH)類燃料制造氫，會產生一氧化碳(CO)及二氧化碳(CO2)等，因此在低碳化方面存在問題。

　　江口教授作為用氨組的一員在研發氨燃料電池。研究對象包括固體高分子型(PEFC)和固體氧化物型(SOFC)燃料電池。現階段首先是力爭開發出在高溫環境下工作的固體氧化物型氨燃料電池。

　　對于市場上已普及的家用固體高分子型電池也實現以氨為燃料，已制定了設計方針，即使用熔鹽催化劑在650℃以下的環境中使氨分解成氫氣和氮氣，然后在400℃以下的環境中去除氨氣，使氫氣中的氨濃度降至0.1ppm以下，再將分解后的氫氣輸送給燃料電池。固體型燃料電池的固體高分子膜對氨氣的耐受性很弱，因此必須去除絕大部分的氨氣。估計這一點將成為一大技術課題。

　　大阪燃氣公司及吉坤日礦日石能源公司等已投放市場的家用固體氧化物型燃料電池工作溫度高達700℃～900℃，因此可以使氨與氧氣直接發生反應進行發電(圖)。當然，也可進行間接反應，即先將氨分解為氫氣和氮氣，然后再與氧氣發生反應。

　　以氨為燃料的固體氧化物型燃料電池方面，正極的候選材料是鎳基金屬陶瓷，電解質膜的候選材料是局部穩定化的氧化鋯類陶瓷，負極的候選材料是添加了鑭鍶類的錳氧化物。據推算，其發電效率是現有固體氧化物型電池的45%以上。存在的課題是用來分解氨的催化劑材料，目前正在考慮的候選材料有鐵、鈷、鎳及釕等。

　　設計方面的課題是，需要研究出氨分解反應器與固體氧化物型燃料電池的配置及運轉方法等。

返回第一電動網首頁 >