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ペロブスカイト太陽電池と新規触媒からなる人口光合成水素貯蔵システムの構築

Research Project

Project/Area Number 22K05290
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 36020:Energy-related chemistry
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

伊藤 省吾  兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (00468274)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2026: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsペロブスカイト太陽電池 / カーボン電極 / 多層多孔質電極 / 人口光合成 / 水素発生 / 酸素反応 / 水電解 / 水電解セル / ペロブスカイト太陽電 / 触媒 / 水素 / 電気化学
Outline of Research at the Start

本研究の目的は,「ペロブスカイト太陽電池と新規触媒からなる人口光合成水素貯蔵システムの構築」である.本研究では特に,(1) 安価で高耐久性の多層多孔質電極型ペロブスカイト太陽電池サブモジュールを新規に作製し,(2) それを用いて安定な水素発生が可能な新規触媒を作製する.そして(3)上記二つの新規材料を組み合わせて屋外にて長期の太陽光による水素発生のフィールド試験を行う.一般的な固体高分子型水素発生触媒ではこのような不安定な太陽電池との直結による屋外での水素発生を長期継続的に行うことが出来ないために,本研究は人類のエネルギー問題の解決・発展に非常に有意義な研究内容である.

Outline of Annual Research Achievements

カーボンベースの多層多孔質電極を使用して,非常に耐久性の高いペロブスカイト太陽電池を作製した.変換効率は約12%である.水電解を行う為に,3セルを接続したミニモジュールを作製した.その上に本研究開発で見出した特殊な封止を行う事で,耐水性の高いペロブスカイト太陽電池を作製した.今後は水電解用の触媒を背面に装着し,水に浸漬して,ビーカー内部に光照射をすることで,水素ガスと酸素ガスのバブリングを観察することで,水電解を確認し,人口光合成を達成する予定である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

これまで困難とされてきた,水中で安定なペロブスカイト太陽電池のミニモジュールを作製することに成功した為.

Strategy for Future Research Activity

今後は水電解用の触媒を背面に装着し,水に浸漬して,ビーカー内部に光照射をすることで,水素ガスと酸素ガスのバブリングを観察することで,水電解を確認し,人口光合成を達成する予定である.成果を学会で発表し,国際英語論文に投稿する予定である.

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 水素燃料電池電極作製用触媒インク調合における溶媒と分散性の効果2023

    • Author(s)
      田鍋舞斗・小篠悠起・辻流輝・行天久朗・伊藤省吾
    • Journal Title

      Journal of Japan Solar Energy Socety (太陽エネルギー)

      Volume: 49 Pages: 49-53

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Carbon-Based Multi-Porous-Layered-Electrodes for Highly-Stable Perovskite Solar Cells for Space Application2022

    • Author(s)
      S. Ito, Y. Sakai, R. Tsuji, T. Shioki
    • Journal Title

      ECS Transactions

      Volume: 109 Issue: 1 Pages: 11-11

    • DOI

      10.1149/10901.0011ecst

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ペロブスカイト太陽電池の高温多孔質カーボン電極における高分子バインダー増粘剤の役割と効果2022

    • Author(s)
      辻 流輝, 田中 健一朗, 大石 虹太, 塩木 貴也, 佐藤根 大士, 伊藤 省吾
    • Organizer
      電気化学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] カーボン系ペロブスカイト太陽電池における電子輸送層に関する研究2022

    • Author(s)
      塩木 貴也, 辻 流輝, 大石 虹汰, 伊藤 省吾
    • Organizer
      電気化学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 光電気化学とペロブスカイト太陽電池2022

    • Author(s)
      伊藤省吾
    • Organizer
      電気化学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 真空・印刷プロセスによるペロブスカイト太陽2022

    • Author(s)
      伊藤省吾
    • Organizer
      ソフトマテリアル工学シミュレーション研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Carbon-Based Multi-Porous-Layered-Electrodes for Highly-Stable Perovskite Solar Cells for Space Application2022

    • Author(s)
      Seigo ITO
    • Organizer
      Electrochemical Society (Atlanta, USA)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 水素燃料電池普及の為の超耐久・白金微量化触媒の開発2022

    • Author(s)
      伊藤省吾
    • Organizer
      グリーン・イノベーション研究成果企業化促進フォーラム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 実用化が近づいてきた完全非真空・印刷プロセス のペロブスカイト太陽電池2022

    • Author(s)
      伊藤省吾
    • Organizer
      日本太陽エネルギー学会関西支部2022年度シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Ultra-Stability tests at 140 C on Multiporous-Layered-Electrode Perovskite Solar Cells [MPLE-PSC]2022

    • Author(s)
      Seigo ITO
    • Organizer
      Sungkyun International Solar Forum 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] ペロブスカイト太陽電池の最新開発・製造・評価・応用技術―高効率化・大面積化/安定性・耐久性向上/環境対応―2023

    • Author(s)
      伊藤省吾(共著)
    • Total Pages
      146
    • Publisher
      And Tech
    • ISBN
      9784909118523
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 酸素還元触媒2023

    • Inventor(s)
      田鍋舞斗,伊藤省吾
    • Industrial Property Rights Holder
      田鍋舞斗,伊藤省吾
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-033156
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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