2020 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of novel direct alchol fuel cell using biopolymer chitin and Determination of its optimal operating condition
| Project/Area Number |
18K11741
|
|---|
| Research Institution | Setsunan University |
|---|
Principal Investigator |
松尾 康光 摂南大学, 理工学部, 教授 (20245294)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 燃料電池 / 生体高分子 / DEFC / キチン / キトサン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生体由来高分子を電解質とするダイレクトエタノール型燃料電池の創製を実施し、キチンを電解質としたダイレクトエタノール型バイオ燃料電池が高いエタノール非透過性を有し、DEFC電解質として利用可能であることが明らかとなった。また、キチンとキトサンを電解質としたDEFCの特性を調べたところ、キチン単体のアルコール非透過性はキトサン単体より低いが、DEFCの出力密度はキチン・キトサンともにエタノール濃度25％において最大となり、それぞれ0.16mW/cm2、0.072mW/cm2となることがわかった。これらの結果は、エタノール非透過性では、キトサンの方が有利であるが、出力密度の観点からはキチンの出力密度がキトサンに比べて約2倍を高く、キチンの方が優位であることを示唆している。これらの結果を基に、キチンとキトサンの混合比を変えて電解質膜を作成し、キチン・キトサン混合膜を電解質としたDEFCの出力特性を調べたところ、キチンとキトサンの配合比が 0.25:0.75, 0.60:0.40 のときにDEFCの出力密度がピークを取ることが明らかとなった。キチン・キトサンのプロトン伝導性の測定結果および結晶構造の違いから、これら出力密度のピークの存在がH2Oの介在できる空間とキチンに含まれるアセトアミド基の水和形成との兼ね合いにより決まることを示唆した。以上のように、当初の目的である「キチン・キトサンを電解質としたDEFCの最適条件の決定」に成功しており、本研究は十分に達成された。
|
