内側電極式アルカリ金属熱電変換（AMTEC）セルの熱設計

抄録

本研究では，内側電極式アルカリ金属熱電変換（AMTEC）セルの性能解析と熱設計を検討する。内側電極式とは，β”アルミナ固体電解質管の内側に低圧側カソードを設ける方式である。本報で提案するAMTECセルの特徴は２つある。内側電極式により高温側熱交換特性を高めること，固体電解質セラミックと金属接合のない簡易構造であることである。Na昇圧・循環ウイック材料としてグラファイト粉を検討した。最大毛細管圧力と流動抵抗の測定を行い，電極性能とともにセル性能解析を行った。温度条件950 K-500 Kにおいて効率19％を得た。外側電極式と比較し，出力電力は２倍，効率は25％向上する結果を得た。セル設計により，ウイック性能と高温・低温側の距離は変換効率に影響し，固体電解質管径はセル体積あたりの出力密度に影響する結果を得た。高温側と低温側の距離100 ｍｍで19％の効率は，200 mmとすると24％に向上する。