Systematic Design and Water Transport Analysis of Acid-Alkaline Hybrid Fuel Cells
| Project/Area Number |
19K05148
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 27030:Catalyst and resource chemical process-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
Oshiba Yuhei 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (10708530)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 酸－アルカリハイブリッド燃料電池 / 低白金 / カーボンアロイ触媒 / 水挙動 / 細孔フィリング薄膜 |
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| Outline of Research at the Start |
固体高分子形燃料電池の更なる普及のためには、触媒である白金の使用量低減が課題である。また、反応ガスは加湿して電池に供給しているが、電池内で発生する水を有効に利用した自己加湿が可能となれば、システムの小型化が実現できる。本研究では、燃料電池システムの極低白金化、自己加湿を目指して、酸－アルカリハイブリッド燃料電池のシステム設計を行う。酸環境のアノードで白金量を減らし、アルカリ環境のカソードでは非白金系のカーボンアロイ触媒の利用により、システム全体の効果的な白金使用量低減を目指す。また、ハイブリッド燃料電池における電解質膜内の水移動モデルを構築し、自己加湿を実現する電解質膜の設計指針獲得を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we designed acid-alkaline hybrid fuel cell system to achieve extremely low platinum content and self-humidification in a fuel cell system. The hybrid fuel cell developed in this research demonstrated both high open-circuit voltage and low anode overpotential despite the use of a low platinum loading carbon catalyst for the anode and a non-platinum carbon alloy catalyst for the cathode, demonstrating the usefulness of the hybrid fuel cell.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本課題で開発した酸－アルカリハイブリッド燃料電池により、従来の燃料電池と比較して白金量を20分の1に低減できる可能性を示した。これは、燃料電池の課題である、高い白金コストの大幅な低減に寄与する成果といえ、更なる酸－アルカリハイブリッド燃料電池性能の向上により、燃料電池自動車の普及促進につながると期待される。
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Report
(4 results)
Research Products
(10 results)
