リン酸塩ガラス中のプロトン輸送を律する機構の解明；高速プロトン伝導の実現に向けて

• Project/Area Number: 24H00372
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小俣 孝久 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80267640)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 智之 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (20981690) ; 鈴木 一誓 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (60821717)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥48,880,000 (Direct Cost: ¥37,600,000、Indirect Cost: ¥11,280,000); Fiscal Year 2025: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000); Fiscal Year 2024: ¥27,040,000 (Direct Cost: ¥20,800,000、Indirect Cost: ¥6,240,000)
• Keywords: プロトン伝導体 / リン酸塩ガラス / OH結合

Outline of Research at the Start

300℃付近の無加湿雰囲気で動作する中温作動型燃料電池は，既存の燃料電池の課題を解決するとともに，メタノールなどの液体水素キャリアをそのまま燃料として使用できる水素社会に必須の次世代燃料電池であり，その実現に必要な電解質の開発が進められている。その候補であるリン酸塩ガラス電解質の伝導度は，7 mS・cm-1 (@315℃)に達しており，実用化に必要な10 mS・cm-1まであと一歩と迫っている。本研究では，プロトン伝導度の更なる向上に必要な，ガラス中のプロトン輸送を支配するO-H結合の強さと，解離した可動プロトンの移動促進の機構を解き明かし，高速プロトン伝導の達成に向けた学理を構築する。