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東北大学技術紹介！発電効率を落とさず高い電力密度を可能にする積層技術
燃料電池は、環境調和型エネルギーとして注目され、様々な形式が研究・開発されている。エネルギー効率の観点から固体酸化物型燃料電池が注目されている。 複数セルの固体酸化物形燃料電池は、燃料及び空気を同じ方向からそれぞれのセルのアノード及びカソードに分けて供給するため、燃料供給装置及び空気供給装置がそれぞれ必要になる。さらに、固体酸化物形燃料電池は、固体電解質をアノードとカソードとで挟んだ構造であるため、接近したアノード及びカソードにそれぞれ別個に燃料と空気とを供給するためには、燃料及び空気の供給系統が複雑になり、小型化が困難であるという課題があった。 本発明は、電極層の構造を工夫したものである。燃料及び空気の出入りをそれぞれ分離することで、スムースな流れを実現し、発電効率の向上が期待できる。
燃料電池・二次電池・半導体成膜等の開発に活かす大規模数値シミュレーション
【燃料電池】 高効率・高耐久・低コストの燃料電池システム構築には、電池内部におけるプロトン、酸素、水などの輸送メカニズムを解明し、最適なシステム設計が必要です。ナノ・マイクロスケールの 流動現象を解析し、各部材における構造特性と輸送メカニズムの相関を明らかにすることで、PEFC性能向上へ活用が期待されています。 【二次電池】 エネルギー需要の増大と環境問題の深刻化から、充電、放電がともに可能でCO2や窒素酸化物を排出しない二次電池が注目されています。液系および全固体リチウムイオン電池 内部における、電解質内のイオンの流れなど、ナノ・マイクロスケールの流動現象解析の実績があります。 【半導体】 半導体製造の成膜工程では膜厚誤差±0.5Åという原子層レベルの制御が求められています。従来、精密な薄膜を形成するためには膨大な実験データを最適化する必要がありましたが、徳増研究室では数値シミュレーションによりメカニズムを解明し、最適な成膜条件探索を行います。
