【目的】 固体酸化物電池は可逆運転、高効率および燃料適用性の広さといった特徴を持ち、再生可能エネルギーの大規模蓄電分野において大きな応用可能性を有する。可逆固体酸化物電池システムに対して多変量パラメータ最適化研究を行い、多変量パラメータがシステム効率に与える影響の規則性を分析した。 【方法】 混合整数線形計画法により、異なる電流条件下でシステム効率最大化を目的に電池スタックの入口・出口温度および空気流量を最適化し、システムの最大熱回収を実現し、最適システム効率を算出した。 【結果】 最適化結果は、発電モードでは電流増加に伴いシステム効率が増加後減少する傾向を示し、ピークは53.5％に達したことを示した。吸熱状態の水素生成モードでは、電池スタック効率が電流増加により減少し最大値119.5％に達し、システム効率は電流増加により増加し最大値79.2％に達した。放熱状態の水素生成モードでは、電池スタック効率が電流増加により増加し最大値95.4％に達し、システム効率は79.3％前後で安定した。 【結論】 本研究は電流と操作パラメータがシステム性能に与える影響規則性を明らかにし、実際の蓄電応用における効率的かつ柔軟な運転のための理論的基盤と最適化戦略を提供する。

可逆固体酸化物電池;電流密度;パラメータ最適化;性能解析;余熱利用