ライフサイクルアセスメントによる200kWのSOFCおよびPAFCシステムの製造に対する環境影響分析

科学分野:

• 環境科学
• 材料科学
• 電気化学

背景:

• 固体酸化物燃料電池 (SOFC) とリン酸燃料電池 (PAFC) は,将来の持続可能なエネルギーシステムにとって極めて重要です.
• 燃料電池の製造における課題を緩和するには 材料の特性や環境への影響を理解することが不可欠です
• ライフサイクルアセスメント (LCA) は,エネルギー技術の環境足跡を評価するための重要なツールです.

研究 の 目的:

• 200kWのSOFCとPAFCシステムについて,環境への影響評価を行う.
• SOFCとPAFCシステムの環境フットプリントを比較するために,スタック,プラントバランス (BOP),および組立コンポーネントを考慮します.
• 燃料電池技術における環境影響のホットスポットを特定し,緩和措置を提案する.

主な方法:

• SOFCとPAFCシステムのすべての材料と製造プロセスの分類は,スタック,BOP,システムアセンブリに分類されます.
• 原材料の抽出から最終的なシステムの製造までの環境への影響を評価するために適用される"Cradle-to-gate Life Cycle Assessment (LCA) "方法論.
• SOFCとPAFCシステムの環境への影響の比較分析

主要な成果:

• PAFCシステムは,主にプラチナ触媒の使用により,SOFCシステムよりも7.4〜140倍高い環境影響を示しました.
• SOFCのスタック材料と2種類の燃料電池の特定のBOPコンポーネントに重大な環境影響が認められた.
• PAFCは純粋な水素で環境的に好ましいが,SOFCはリフォームシステムを利用する際に利点を示している.

結論:

• SOFCとPAFCの選択は,最適な環境性能のための燃料源とシステムの構成に依存します.
• 材料の選択とプロセスの最適化は,SOFCとPAFC技術の両方の環境フットプリントの削減に不可欠です.
• 燃料電池システムの持続性を高めるために,代替的触媒や材料に関するさらなる研究が推奨されています.