2005 Fiscal Year Annual Research Report
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13134202
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山崎 陽太郎 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (50124706)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北村 房男 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (00224973)
北本 仁孝 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10272676)
脇 慶子 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (70312999)
谷山 智康 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 講師 (10302960)
早瀬 仁則 東京理科大学, 理工学部, 講師 (70293058)
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| Keywords | 燃料電池 / 貴金属触媒 / 高分子電解質 / エタノール燃料 |
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| Research Abstract |
本研究ではDMFCならびに関連する直接形燃料電池の検討を行った。まず、メソポーラスカーボンファイバー(mpCF)を触媒担体としてDMFC用触媒を作成しこれを用いてMEAを作成し、従来の炭素微粒子を使用した触媒を用いたMEAと性能比較を行った。mpCFは触媒の高分散担持に適しており、従来の炭素担持触媒と比較して発電に有効な触媒の量を増やすことができた。つまり貴金属触媒の使用量を減らしかつ従来同様の性能を得ることができた。
また、アルカリ形高分子電解質を用いたDMFCについても検討を行った。燃料に加えられるアルカリ性物質(水酸化ナトリウム)の濃度に対する発電特性を比較することにより、最適な添加アルカリ量を求めた。一般に強アルカリ性物質は劇物であり使用する量を少なくすることが求められる。検討の結果、アルカリ濃度の増大につれて出力は飽和する傾向が見られ、少なくとも現状のアルカリイオン交換膜を使用したDMFCの場合は添加剤としてのアルカリ水溶液の濃度は低くてよいことがわかった。
さらに、DMFCより環境低負荷である直接形エタノール燃料電池(DEFC)についても検討した。エタノール燃料をシステム内で循環させて生成物を分析したところ、CO_2とアセトアルデヒド、酢酸の生成を確認した。特にアセトアルデヒドの濃度は運転時間に対して一定となり、これが電極上で酸化されることによりDEFCの特性に影響していることが考えられる。そのため、アセトアルデヒドを燃料として供給して発電特性を調べたところ、PtRu触媒を使用した際には濃度増大に伴い出力が低下するということがわかった。これは今まで報告されていない結果である。
また、最近DEFCについてはPtRu触媒のかわりにPtSn触媒を使用したほうが高い出力が得られることが報じられており、PtSn触媒を使用したMEAを作成しエタノール、アセトアルデヒド双方について発電特性を調べた。この場合、アセトアルデヒドの濃度増大に伴い出力は増加した。
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