固体 高 分子 形 燃料 電池
電池と燃料電池の違い 固体高分子形燃料電池(PEFC)の構成と反応、特徴 こちらのページでは、電池と似たような装置として一般的にとらえられている ・燃料電池とは何か?電池と燃料電池の違いは? ・固体高分子形燃料電池の構成と反応 ・固体高分子形燃料電池の特徴 について解説しています。 燃料電池とは何か?電池と燃料電池の違いは? 電池と燃料電池の違いは？固体高分子形燃料電池の構造と反応. 燃料電池と聞くと電池という言葉を含んでいるため、スマホ向けバッテリーに使用されている リチウムイオン電池 のような充放電を繰り返し使えるような電池をイメージをするかもしれません。 しかし、燃料電池は電池というより発電機という言葉が良くあてはまるデバイスです。 通常の「電池」は電池を構成する正負極の活物質自体が化学反応を起こし電気エネルギーに変換するのに対して 、「燃料電池」は外部から酸素や水素などの燃料を供給し 、その燃料を反応させることで化学エネルギーを電気エネルギーに変換させます。 この燃料電池にも種類がいくつかあり、代表的な燃料電池は以下のものが挙げられます。 ①固体高分子形燃料電池(PEFC、PEMFC) ②固体酸化物形燃料電池 ③溶融炭酸塩形燃料電池 ④リン酸形燃料電池 ⑤アルカリ交換膜型燃料電池 こちらのページでは、特に研究・開発が進んでいる燃料電池の中でもスマートハウスやゼロエネルギーハウスなどに搭載の家庭用コージェネレーションシステムとして実用化されている 固体高分子形燃料電池(PEFC) について解説しています。 関連記事 リチウムイオン電池とは? アノード、カソードとは? 燃料電池におけるエネルギー変換効率は?理論効率の算出方法は? ;固体高分子形燃料電池(PEFC)の構成と反応 MEA(膜-電極接合体)とは? 固体高分子形燃料電池(PEFC)の単位構成は、 アノード、カソード 、電解質膜、外部筐体等から構成されます。 電解質膜をアノード、カソードで挟みこみ接合したものを膜-電極接合体(Membrane Electrode Assemblyの頭文字をとり、MEAとも呼びます)と呼び、このMEAが実験室で燃料電池の評価を行う際の最小単位です。 そして、燃料としてアノードには水素を、カソードには酸素や酸素を含んでいる空気を供給し、化学エネルギーを電気エネルギーに変換させます。 アノードとカソードが直接触れると、水素と酸素の反応が起きてしましますが、膜を介して各々反応を起こすことで外部回路に電子を流すことができ、つまり電流流す、発電出来るようになります。 各々の電極の反応式は以下の通りです。 燃料に水素と酸素を使用し、生成物が水と発熱エネルギ-のみであるため、低環境負荷なエネルギーデバイスであると言えます。 アノードやカソード、電解質膜の詳細構造は別ページにて解説しています。 燃料電池におけるエネルギー変換効率は?理論効率の算出方法は?
固体高分子形燃料電池市場
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固体高分子形燃料電池 仕組み
固体高分子形燃料電池(PEFC、PEMFC)の特徴 固体高分子形燃料電池の特徴には以下のことが挙げられます。 固体高分子形燃料電池の長所(メリット) ①反応による生成物が水と発熱エネルギーのみであるため、低環境負荷であること。 ②化学エネルギーを直接、電気エネルギーに変換するため、高い 理論変換効率 を有すること。固体高分子形燃料電池の理論変換効率の値はおよそ83%程度です。 また、発熱エネルギーも別の工程で有効利用することで、電気と熱エネルギーを合わせた総合効率(コージェネレーション効率)が非常に高いです。 ③電解質膜に固体高分子を使用するため、小型化が可能であり、常温付近から低温まで作動することが可能であること。 固体高分子形燃料電池(PEFC)の課題(デメリット) 固体高分子形燃料電池(PEFC)の課題としては、以下のようなことが挙げられます。 ①カソード・アノード両方の電極触媒に白金(Pt)といった貴金属を使用するため高コストであり、白金の埋蔵量の低さから別の元素を使用した触媒の開発(白金代替触媒)が求められていること。 ②電極や電解質膜の耐久性が目安値の10年間に達していないこと。 ③カソードでの酸素還元活性反応(ORR)性が特に低く、活性化過電圧や濃度過電圧が大きいことから理論起電力の1. 23V付近に到達していないこと。 などが挙げられます。 詳細な課題や対応策などは別ページで随時追加していきます。 燃料電池におけるエネルギー変換効率は?理論効率の算出方法は?
固体高分子形燃料電池
4) 続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。 3. 固体高分子膜 保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。 4. 膜ー電極接合体(MEA) 5. セパレータ 保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。
固体高分子形燃料電池 構造
2Vの電圧が得られるが、電極反応の損失があるため実際に得られる電圧は約0.
固体高分子形燃料電池 カソード触媒
燃料電池とは?
64Vと高いため、注目されている。空気極に 過酸化水素水 (H 2 O 2) を供給することで、さらに出力を上げることが可能である。 その他、燃料の候補として ジメチルエーテル (CH 3 OCH 3 )が挙げられる。改質器が不要な「 直接ジメチルエーテル方式 (DDFC) 」として 燃料 の 毒性 の低い安全性が利点である。 脚注 [ 編集] 関連項目 [ 編集] 直接メタノール燃料電池