研究者はAMプロトンセラミック燃料電池の方法を開発

2023 年 8 月 21 日

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米国サウスカロライナ州クレムソン大学の研究者らは、プロトンセラミック燃料電池を積層製造する新しい方法を開発した。 この再生可能エネルギー装置は、化石燃料よりも持続可能な方法で発電できる可能性を秘めています。

プロトンセラミック燃料電池は、石炭や石油の代わりに、水素、アンモニア、炭化水素、アルコールなどの再生可能燃料を使用して動作します。 しかし、大規模な製造は難しいため、研究室から現実の世界にそれらを移動させることが課題となっていました。

この問題に対処するために、クレムソンの先端材料研究所のチームは積層造形の知識を活用して、管状のプロトン性セラミック燃料電池を構築しました。 この設計には、耐久性の向上やシールの容易さなど、平面設計に比べていくつかの利点があります。

研究チームは、水素を燃料として単一の燃料電池を 200 時間テストし、一貫して電力を生成することを確認しました。 研究者らは、プロトンセラミック燃料電池の積層造形は、従来の製造技術と比較して、より高い精度、一貫性、および手頃な価格を提供すると述べています。

クレムソンのチームは、研究結果を雑誌「ACS Energy Letters」に発表しました。 筆頭著者は博士課程候補者 Minda Zou で、責任著者は博士研究員 Jiawei Zhang と Jianhua 'Joshua' Tong 教授で、いずれも材料科学工学部の教授でした。 「私たちの研究は、3DP が管状 PCFC の現実世界への応用への道を開く可能性があることを示唆しています」と研究チームは論文で述べています。

Tong氏は、この研究をユニークなものにする大きな部分は、チームが燃料電池に必要なアノード、カソード、電解質の3つの層すべてを積層造形できたことだと述べた。 「他にそんなことをした人はいない」と彼は付け加えた。 「さらに重要なのは、この方法がシンプルで費用対効果が高く、商業化が有望であるということです。」

現在、1 つの燃料電池を積層製造するのに約 3 時間を要します。 ただし、チームは作業の次のステップとして、より高度なデザインを開発する予定です。 成功すれば、約5年以内にAMプロトンセラミック燃料電池の商業化が可能になるだろうとTong氏は考えている。

論文「3D プリンティングによる拡張性の高い管状プロトン セラミック燃料電池」は、ここから入手できます。

https://www.クレムソン.edu/

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