京都大學開始研發氨燃料電池

日本京都大學研究生院工學研究係的江口浩一教授日前就氨燃料電池的研發內容發表了演講，這種電池是在日本文部科學省2013年度啟動的“能源存儲
、運輸、使用等相關革新性技術開發”項目（通稱：能源載體項目）中推進研發的。

江口教授在日本科學技術振興機構（JST）2013年11月20日舉辦的JST理事長記者說明會上，作為能源載體項目的具體研發事例發表演講介紹了氨燃料電池。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。預計能源載體項目1年的研發預算約為10億日元。

能源載體項目由製氨組
、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於液氨的單位體積氫濃度為12.1kg/100L，高於液氫的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，使用采用的利用碳化氫（CH）類燃料製造氫的方法由於會產生一氧化碳（CO）及二氧化碳（CO₂）等，因此在低碳化方麵存在問題。

江口教授是作為用氨組的一員研發氨燃料電池。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。實際的目標是實現在高溫環境下工作的固體氧化物型氨燃料電池。

目前的設計方針是，針對目前作為家用產品在市場上普及的固體高分子型電池用途，使用熔鹽催化劑在650℃以下的環境使氨分解成氫氣和氮氣，然後在400℃以下的環境去除氨氣，使氫氣中的氨濃度降至0.1ppm以yi下xia
，再zai將jiang分fen解jie後hou的de氫qing氣qi輸shu送song給gei燃ran料liao電dian池chi。固gu體ti型xing燃ran料liao電dian池chi的de固gu體ti高gao分fen子zi膜mo對dui氨an氣qi的de耐nai受shou性xing很hen弱ruo
，因yin此ci必bi須xu去qu除chu大da部bu分fen的de氨an氣qi。估gu計ji這zhe一yi點dian將jiang成cheng為wei一yi大da技ji術shu課ke題ti。

在家用燃料電池中，大阪燃氣公司及吉坤日礦日石能源公司等推出的固體氧化物型產品的工作溫度高達700～900℃，因此可以進行使氨與氧氣直接發生反應來發電的直接反應（圖）。當然
，目前還在考慮進行將氨先分解為氫氣和氮氣，然後再與氧氣反應的的間接反應。

以yi氨an為wei燃ran料liao的de固gu體ti氧yang化hua物wu型xing燃ran料liao電dian池chi方fang麵mian
，正zheng極ji的de候hou選xuan材cai料liao是shi鎳nie基ji金jin屬shu陶tao瓷ci，電dian解jie質zhi膜mo的de候hou選xuan材cai料liao是shi局ju部bu穩wen定ding化hua的de氧yang化hua鋯gao類lei陶tao瓷ci，負fu極ji的de候hou選xuan材cai料liao是shi添tian加jia了le鑭lan鍶si類lei的de錳meng氧yang化hua物wu。據ju推tui算suan，其qi發fa電dian效xiao率lv是shi現xian有you固gu體ti氧yang化hua物wu型xing電dian池chi的de45％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。

設計方麵的課題是
，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。