概要現在我々が直面している地球規模の問題として，地球温暖化やエネルギー問題が挙げられる.地球温暖化は温暖化ガスの大気中濃度の上昇が原因と考えられており，温暖化ガスの排出量の削減が求められている.またエネルギー問題は，埋蔵量に限りある化石燃料の枯渇であり，化石燃料に代わる太陽光発電等の新しいエネルギーシステムの開発が行われている現在エネルギーシステムの大きな部分を火力発電が占めており，これに代わる発電システムとして，燃料電池が注目を集めている.燃料電池は化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換するため熱機関の制限を受ず，高いエネルギー効率が期待出来る.また燃料電池はその構造上，NOx，SOx等も排出しにくいという特徴も持つ.本研究においては，SOFCの発電実験を行ない，アノードにおける反応機構の解析を行なった.これにより水蒸気導入によって反応機構が希薄燃料の反応機構の変化と同様に変化する事が確認された.電極性能の劣化がCH4の熱分解による炭素析出が第一の原因であることがわかった.また水蒸気添加条件では炭素の析出も少なく，アノードの過電圧も小さい事から炭素析出の抑制がアノード過電圧の抑制につながる可能性が考えらた.次に実験から得られたデータを元にモデル化したSOFCを用いたコジェネレーションシステムの評価を行なった.燃料電池を導入する事はエネルギー収支の面では大変有効である事がわかった.また，水蒸気添加量が高いほどそのコジェネシステムの総合熱効率が高くなる事がわかった.これは単セルが水蒸気添加量の上昇に伴い，水蒸気添加の熱負荷の増大が起こることに一見矛盾するが、コジェネシステムとして十分な熱回収を行えば熱負荷を補ってあまりある熱供給が行えるためである.

表紙上部に"日本学術振興会未来開拓学術研究推進事業複合領域「アジア地域の環境保全」"の表示あり