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産総研ブックス08 きちんとわかる燃料電池

平成23年5月12日掲載

表紙 第八弾、「きちんとわかる燃料電池」

 21世紀は「環境とエネルギー」の世紀です。
 省エネ技術をつちかい、世界をリードしてきた日本が、残された重要課題の1つ、内燃機関(エンジン)の革命・代替えに本格的に取り組み出しました。
 本命候補である燃料電池の研究開発が、成否のカギを握っています。

発行:白日社
定価:1500 円+消費税
全国の書店等でお買い求めください。

目次

はじめに―燃料電池とは
 
第一部 よりよい燃料電池を求めて
  語り手:大和田野芳郎、谷本一美、宮崎義憲、安田和明、五百蔵勉、藤原直子、山﨑眞一、大平昭博、堀田照久、嘉藤徹、藤代芳伸、聞き手:福田恭子
 
  01 三〇年以上の歴史をもつ産総研の燃料電池研究
02 実用化に不可欠な劣化メカニズム研究
03 溶融炭酸塩形燃料電池での経験を生かして
04 固体高分子形燃料電池の課題
05 カーボンに替わる触媒担体を探す
06 ダイレクト燃料電池の安全な代替燃料を求めて
07 白金代替触媒の開発
08 視覚化から材料設計へ
09 固体酸化物形燃料電池の劣化メカニズム
10 トータルシステムの中に燃料電池を位置付ける 
11 小さくてパワフルな固体酸化物型燃料電池
   
第二部 燃料電池研究の最前線
 
  第一章 なぜ燃料電池なのか
    地球規模で深刻化するエネルギー・地球環境・経済成長問題
高効率エネルギー変換の重要性/期待が高まる燃料電池
燃料電池の基本原理/熱機関としての制約条件
カルノー効率の制限を受けないから、燃料電池の効率は高い
理想と現実/燃料電池の種類/燃料電池の発電特性
燃料電池の可能性をひらく
 
   産総研の燃料電池研究
    燃料電池普及に向けた課題/産総研の燃料電池研究
PEFCの研究開発

 
 Part 1  固体高分子形燃料電池(PEFC)
  第二章 固体高分子形燃料電池とは
    固体高分子形燃料電池の歴史/PEFCの原理/PEFCの特徴
固体高分子形燃料電池の構成材料− ①電解質/②電極と触媒の材料/③白金ナノ粒子を担持したカーボン触媒/④MEA
固体高分子形燃料電池のスタック構造/単電池の構成およびセパレータ
固体高分子形燃料電池の特性/固体高分子形燃料電池の耐久性
固体高分子形燃料電池の用途=定置用燃料電池
燃料電池自動車/携帯機器用燃料電池
 
  第三章 劣化機構解明と耐久性の向上
    劣化機構の解明に向けて/発電特性の低下
PEFC劣化要因とメカニズム/高分子膜/触媒層
イオノマー/ガス拡散層/劣化加速試験法
耐久性向上のための、新材料開発
 
  第四章 高分子電解質膜の分子構造と物質輸送特性
    燃料電池の中の高分子電解質膜/プロトンが高分子電解質膜の中を移動する仕組み
水の役割を考えて、電解質膜を開発/三つの主要な電解質膜
炭化水素系電解質膜/電解質膜構造解析と特性評価手法
膜形態とプロトン伝導性の関係/プロトン伝導度の比較
電流値分布の解析が教える均一・不均一のチャネル
電解質膜形態とガス透過挙動の関係/ガス透過挙動と自由体積の相関関係
構造解析や物性評価が、高性能の燃料電池を導く
 
  第五章 ダイレクト燃料電池の開発
    ダイレクト燃料電池とは/ダイレクト燃料電池の問題点と課題
燃料に何を選ぶか?/アスコルビン酸燃料電池
アニオン交換膜形燃料電池/今後の課題
 
   ダイレクト燃料電池用の錯体系アノード触媒
    ダイレクト燃料電池における新規触媒開発の意義/錯体系アノード触媒の概念
ロジウムポルフィリン触媒の酸性溶液中での活性/燃料電池セルでの結果
アルカリ溶液中での電極触媒活性/今後の課題
 
 Part 2 固体酸化物形燃料電池(SOFC)
  第六章 固体酸化物形燃料電池とは
   固体酸化物形燃料電池(SOFC)の構成材料
    空気極/電解質/燃料極/インターコネクト
単セルにおける「オーム損」と「過電圧」
   さまざまなセル・スタック形状
   SOFCの特徴
    システム構成/開発状況
 
  第七章 セル・スタックの耐久性・信頼性向上のための技術開発
    耐久性、信頼性と劣化メカニズム/SOFCにおける劣化現象、劣化メカニズム
明らかになった主要な劣化要因/劣化メカニズム解明へのアプローチ
(1)微量不純物との反応による劣化メカニズム
(2)電気化学反応を考慮した劣化現象
(3)異種構成部材間で起こる元素拡散や組成変化と、それに伴う微構造変化
寿命予測技術の確立に向けて/酸化物イオンの流れを捉えることで劣化を知る
耐久性・信頼性向上とその対策
 
  第八章 高効率SOFCシステムの技術開発
    さらなる高効率化と温暖化対応/発電効率向上の可能性
SOFC自体の燃料利用率向上/アノード排ガスリサイクル
ゼロエミッションSOFCシステムと分散型炭酸ガス貯留の可能性
CO2 フリーエネルギーネットワークシステムへ
 
  第九章 急速起動可能な高性能マイクロSOFC集積技術
    「マイクロSOFC技術」の意義/シャープペンシルの芯のように細い燃料電池
マイクロ燃料電池の製造技術と課題/ジルコニア系電解質での低温化
ジルコニア系電解質で、電極などを最適化/ハニカム型マイクロSOFC
実用化を目指して
 
著者紹介
参考文献

出版物に関するお問合せ先

広報サービス室 出版グループ

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