| Project/Area Number |
10J00342
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Energy engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
崔 復圭 東京大学, 生産技術研究所, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2010 – 2011
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2011)
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| Budget Amount *help |
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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| Keywords | 燃料電池 / 二次電池 / 二酸化マンガン / 水素吸蔵合金 / ガス充電 / 酸素による化学充電 |
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| Research Abstract |
近年、本研究者は大容量電力貯蔵及び高効率発電が同時にできるFuel Cell/Battery(FCB)システムを提案してきた。FCBシステムは燃料電池及び二次電池を一体化したシステムで、二次電池機能で外部からの電力供給により充電(電力貯蔵)ができると共に、燃料電池機能で外部からの燃料(水素)供給により発電ができることが特徴である。しかも、FCBシステムの電極は水素、酸素ガスにより充電ができるので、既存の二次電池と比べてエネルギー密度が10倍程向上させることができる。また、水素ガスが電極に貯蔵されることによって燃料利用率も既存の燃料電池と比べて2倍近く向上させることができる。そこで、今までの研究では水素吸蔵合金を用いたFCBシステムの負極の開発を行った。水素吸蔵合金を粒子状(3D電極)に製作することにより、水素気体の加圧により急速充電(2分間で7割充電)またこのように化学的方法で充電された水素吸蔵合金は電気化学的にほぼ100%放電ができることが確認でき、水素吸蔵合金はFCBシステムの負極として適していることが分かった。一方、FCBシステムの正極として二酸化マンガンに着目して研究を行ってきた。二酸化マンガンは、i)1電子反応時は安定な電気化学的酸化還元反応を有する、ii)1電子反応後に生成されるMnOOHは電気化学的および化学的に再充電される、iii)酸素還元反応を有する等の特徴を有し、FCBシステムの正極物質として適していることが分かった。そこで、本年度の研究ではこのような電極構造で生じる抵抗を減らすために、集電体として電子伝導性を有するカーボンファイバーを用いて、その表面に電解析出法でMnO2を析出させ、ファイバー状MnO2電極を作製し、これを用いて電極の抵抗及び充放電特性等を評価した。その結果、電解析出条件を制御することによって、従来のペースト状電極に比べて作動電位及び放電容量を向上することを確認している。
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