新規可逆水電解／燃料電池とそのための水素活物質の開発に関する研究
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19F19707
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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 | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 36020:Energy-related chemistry
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松本 広重 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 教授 (70283413)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
LAI QIWEN 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 燃料電池 / 水素吸蔵材料 / 蓄電 |
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| Outline of Research at the Start |
再生可能エネルギーの大規模利活用に向けて、大容量の蓄エネルギーデバイスが必要である。本研究では、水電解と燃料電池発電を組み合わせた可逆セルによる蓄電を念頭におき、これに必要な電極および水素吸蔵材料を研究・開発することを目的とする。
可逆作動に適した電気化学セルとして多孔質プロトン伝導体を用いた吸水多孔質電解質セルを基盤として用い、水素酸化、酸素還元、水の酸化・還元に活性な電極、水素吸蔵、およびその両方の機能をもつ蓄エネルギー型電極を開発し、それを用いた蓄電作動を例証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、水素吸蔵型酸素還元電極を備えた蓄電機能を有する燃料電池を開発することをその目的とする。昨年度は、水素吸蔵型酸素還元・水酸化電極の開発を行うためにβ－オキシ水酸化ニッケルと無機多孔質プロトン伝導性電解質を組み合わせた電極特性をサイクリックボルタンメトリー（CV）および直流分極により調べたが、プロトン伝導性電解質として用いた酸化チタン系プロトン伝導体が十分に働かず、期待したCV特性が得られなかった。そこで、プロトン伝導体の検討およびその導電性、塗布方法の検討を行い、プロトン伝導性の改善が得られている。本年度は、引き続きプロトン伝導性電解質の検討を行うとともにβ－オキシ水酸化ニッケルとの組み合わせによるによるCV測定を試みた。その結果、プロトン伝導性電解質として高分子固体電解質（パーフルオロスルホン酸）を用いた時に、望ましい充電（水電解）および発電特性が得られることが分かった。
そこで、上記の結果を用いて、可逆水電解・燃料電池セルの試験を行った。オキシ水酸化ニッケルを片側の電極としてこれを吸水多孔質電解質セルと組み合わせ、水電解による水素吸蔵および水素を燃料とした燃料電池発電の試験を行った。その結果、充電、発電が可能であり、オキシ水酸化ニッケルの水素吸蔵により、可逆に充電、発電を行える燃料電池の構成が可能であることが原理的に示された。
以上の充電可能な燃料電池については、更に材料やセルの構造等の最適化により性能の向上が見込まれ、それらについての検討を行っていたが、本研究を行うLaiが都合により帰国せざるを得ない状況となり、研究を中断した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
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[Patent(Industrial Property Rights)] セル2021
Inventor(s)
Lai Qiwen、松本広重、ほか
Industrial Property Rights Holder
九州大学、ほか
Industrial Property Rights Type
特許
Industrial Property Number
2021-052303
Filing Date
2021
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