KAKEN — 研究課題をさがす | 研究者番号: 90711630

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検索結果: 12件 / 研究者番号: 90711630

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1. ナノ粒子触媒反応輸送場における「熱的効果」の解明と制御

研究課題

研究種目	挑戦的研究(開拓)
審査区分	中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	津島将司大阪大学, 大学院工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2024-06-28 – 2027-03-31交付
キーワード	熱物質輸送 / ナノ粒子触媒 / 反応活性 / 触媒担体 / 排ガス浄化
研究開始時の研究の概要	ナノ粒子触媒は，物質合成，エネルギー変換，燃料改質，排ガス浄化など，化学反応が関わる様々な工業プロセスで用いられています．本研究課題では，従来の「サイズ効果」，「形状効果」，「担体効果」とは異なり，新たに「熱的効果」に着目して研究を進めます．そのために，①ナノスケールでの反応熱のダイナミクスと熱分配 ...

2. 金属ポルフィリン錯体への酸素分子の配位結合制御と酸素吸脱着デバイスへの展開

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	津島将司大阪大学, 大学院工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2021-07-09 – 2023-03-31完了
キーワード	分離濃縮 / 酸素富化 / 吸脱着制御 / 金属ポルフィリン錯体 / 物質輸送
研究開始時の研究の概要	燃料電池などのエネルギー変換デバイスにおいては供給ガスの酸素濃度（空気中では21％）を高めることで電池性能を向上させることができます。そのため、省エネルギーで酸素濃度を高めることができればエネルギー変換効率の向上につながります。そこで本研究では、酸素吸脱着を金属元素と電子供与性配位子の組み合わせによ ...
研究成果の概要	酸素は，様々なエネルギー変換デバイスにおける反応化学種である．酸素の空気中濃度は約21%であるが，これを高めることができれば，化学反応を促進することが可能となる．しかしながら，物質の濃縮は多くのエネルギーを消費するプロセスであり，エネルギー変換デバイスへの適用を前提とした研究はほとんど見当たらない． ...

3. 電気化学反応輸送場における不可逆損失最小化の学理と実践

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
審査区分	中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	津島将司大阪大学, 大学院工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2021-04-05 – 2026-03-31交付
キーワード	燃料電池 / 二次電池 / 不可逆損失 / 数理最適化 / ナノマイクロ構造制御
研究開始時の研究の概要	次世代のエネルギー社会における脱炭素化を実現するために、自動車用途では固体高分子形燃料電池、太陽光・風力などの再生可能エネルギーの大規模蓄電用途ではレドックスフロー電池、の高性能化が期待されています。本研究課題では、これらを「電気化学反応輸送場」として共通して扱い、理論と実験のアプローチにより、最も ...
研究実績の概要	本研究では，燃料電池や二次電池などの「電気化学反応輸送場」において「不可逆損失を最小化」するための学理を構築し，実デバイスにおいて実践することを目指している．特に，①「電気化学反応輸送場」を構成する物質が与えられた時に，それらの時空間構造により実現できる不可逆損失の最小値はいくらか，②不可逆損失を最 ...
現在までの達成度 (区分)	2: おおむね順調に進展している

この課題の研究成果物	国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件うち国際共著 1件、査読あり 2件) 学会発表 (29件うち国際学会 16件、招待講演 4件)

4. 液体表面上での電解質ナノ薄膜創製手法の確立と電池デバイス応用開拓

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	津島将司大阪大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2019-06-28 – 2021-03-31完了
キーワード	電解質膜 / 熱物質輸送 / ナノマイクロ熱工学 / 固体高分子形燃料電池 / レドックスフロー電池
研究開始時の研究の概要	本研究では、固体高分子形燃料電池、レドックスフロー電池などで用いられる電解質膜の作製を液体表面上で行うことを提案し、従来よりも2桁低い膜厚の電解質ナノ薄膜の創製を目的とします。高分子電解質を含有した溶液と基材面となる液体の濡れおよび拡がりの挙動、ならびに、液面上での高分子電解質の析出の挙動、に着目し ...
研究成果の概要	本研究では，固体高分子形燃料電池などに用いられる電解質膜について，従来とは異なり，液体表面上で作製することで薄膜化を実現する研究を行った．電解質を含有した液体と基面となる液体の組み合わせについて，相互の濡れ広がりを考慮したシミュレーションならびに実験を行った．成膜時の液体濃度ならびに周囲環境条件を検 ...

5. スラリー乾燥過程その場計測と物質輸送解析に基づく電極構造の推定手法確立

研究課題

研究種目	若手研究
審査区分	小区分19020:熱工学関連
研究機関	大阪大学
研究代表者	鈴木崇弘大阪大学, 工学研究科, 助教
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31完了
キーワード	固体高分子形燃料電池 / 電極スラリー / 乾燥過程 / 物質輸送 / その場計測 / 多孔質 / 多孔質電極 / 乾燥プロセス / 粒子輸送
研究成果の概要	スラリー乾燥過程のその場計測と物質輸送シミュレーションから形成される多孔質電極構造を推定するための手法確立を進めた．マイクロ電極とレーザーを用いた粒子凝集と液面変位の同時その場計測結果から，スラリー乾燥過程における厚さ方向の材料分布形成が示唆され，同条件を模擬した物質輸送シミュレーションにおいても定 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (5件うち査読あり 5件、オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件うち国際学会 6件、招待講演 2件)

6. エネルギー損失最小化を実現する燃料電池電極触媒層の設計解の解明と実証

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分19020:熱工学関連
研究機関	大阪大学
研究代表者	津島将司大阪大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2022-03-31完了
キーワード	燃料電池 / 物質輸送 / ナノマイクロ構造制御 / 数理最適化
研究成果の概要	本研究では，固体高分子形燃料電池におけるエネルギー損失を最小化する電極触媒層の設計解を明らかにし，実証するための研究を実施しました．電極触媒層中の構成材料と空隙の体積分率に加えて，気液二相流を考慮した３次元反応輸送構造モデルを構築し，電極触媒層の設計因子とエネルギー損失に関する検討を行いました．実証 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うち査読あり 3件、オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件うち国際学会 5件、招待講演 2件)

7. 固相活物質粒子を供給・充填・回収する高性能フロー電池の創出

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
研究分野	流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	津島将司大阪大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2017-06-30 – 2019-03-31完了
キーワード	二次電池 / スラリー / 多孔質電極 / イオン電子輸送 / 熱工学
研究成果の概要	本研究では，リチウムイオン二次電池の有する高エネルギー密度とフロー電池の有する外部からの活物質の供給という特長に着目し，固相活物質粒子の供給・充填・回収が可能でかつ，高エネルギー密度を有する新規なフロー電池（スラリー電池）を構築した．負極にチタン酸リチウム粒子，正極にコバルト酸リチウム粒子を採用し， ...

この課題の研究成果物	学会発表 (2件)

8. 電極単一層化による新たな燃料電池輸送反応場の構築に向けたその場計測と構造設計

研究課題

研究種目	若手研究(B)
研究分野	熱工学
研究機関	大阪大学
研究代表者	鈴木崇弘大阪大学, 工学研究科, 助教
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2018-03-31完了
キーワード	固体高分子形燃料電池 / 電極 / マイクロ流路 / 物質輸送 / スラリー / 触媒層 / 微細加工
研究成果の概要	固体高分子形燃料電池は内部で反応ガス，電子，イオン及び生成水が輸送され電気化学反応が進行するため，内部の物質輸送促進が極めて重要な課題である．本研究では，酸素及び生成水の輸送極限促進を目指した単一層電極構造のシステムを提案し，流路・リブ（流路間）レベルでの発電性能評価を実施した．また，その場でのガス ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件うち査読あり 1件、オープンアクセス 1件、謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件うち招待講演 2件)

9. エクセルギー再生産を実現する電気化学反応系の熱力学的探索と実証

研究課題

研究種目	挑戦的萌芽研究
研究分野	熱工学
研究機関	大阪大学
研究代表者	津島将司大阪大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2017-03-31完了
キーワード	エネルギー / 電気化学反応 / 鉛蓄電池 / 自由エネルギー / エントロピー / エクセルギー / 反応熱
研究成果の概要	本研究課題では，負極が鉛（Pb），正極が二酸化鉛（PbO2）の電気化学反応系について，恒温槽内の温度制御された条件下で充放電反応を行う電気化学計測系を構築し，材料物性を考慮して電池内電極温度を計測することで，熱力学的状態量であるΔG，ΔH，ΔSを評価するための実験解析手法を確立した．その結果，実用的 ...

10. マイクロプリンティングと断面分析の深化による次世代燃料電池電極創製基盤の確立

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	熱工学
研究機関	大阪大学
研究代表者	津島将司大阪大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2019-03-31完了
キーワード	燃料電池 / 物質輸送 / マイクロプリンティング / 断面分析 / ナノマイクロ構造制御
研究成果の概要	本研究では，固体高分子形燃料電池の多孔質電極について，マイクロプリンティング技術を用いた構造制御とイオンビーム二段階加工による構造解析を提案し，実証のための研究を行った．燃料電池電極創製のためのマイクロプリンティング技術を開発し，マイクロ溝構造を構築することで燃料電池性能が向上することを明らかにした ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件うち査読あり 1件) 学会発表 (14件うち国際学会 6件、招待講演 6件)

11. 微細構造制御による燃料電池触媒層内の物質輸送抵抗因子解明

研究課題

研究種目	研究活動スタート支援
研究分野	熱工学
研究機関	東京理科大学
研究代表者	鈴木崇弘東京理科大学, 理工学部, 助教
研究期間 (年度)	2013-08-30 – 2015-03-31完了
キーワード	固体高分子形燃料電池 / 触媒層 / 多孔質構造形成 / カーボンブラック / 多層カーボンナノチューブ / 乾燥形成プロセス / 細孔構造
研究成果の概要	固体高分子形燃料電池触媒層の多孔質構造制御に向けて，触媒層の材料及びプロセスの観点から構造形成手法の検討を行った．従来基材のカーボンブラックと構造が全く異なるカーボンナノチューブを一定量添加することにより，従来型の触媒層と細孔径及び空隙率の異なる触媒層を形成することが可能となった．また，プロセスにお ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件うち査読あり 1件、謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

12. シリコン電極薄型燃料電池 -触媒層の改善-

研究課題

研究種目	基盤研究(C)
研究分野	ナノマイクロシステム
研究機関	東京理科大学
研究代表者	早瀬仁則東京理科大学, 理工学部, 教授
研究期間 (年度)	2013-04-01 – 2016-03-31完了
キーワード	燃料電池 / MEMS / UPD / SLRR / 多孔質シリコン / 触媒 / 一酸化炭素耐性 / 原子層堆積 / 多孔質白金 / 多孔質パラジウム / 触媒被毒
研究成果の概要	開発を進めている小型燃料電池の触媒層におけるPt使用量を削減するために、従来使用していた多孔質Pt触媒に変えて、多孔質Pd層のPd表面上にわずかにPtを析出させた触媒構造の検討を進めた。計画通り、UPD (UnderPotential Deposition) により原子層レベルのCuを堆積させたのち ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (6件うち査読あり 4件、謝辞記載あり 1件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件うち国際学会 1件、招待講演 1件)