バイオマス炭化物を燃料とする炭素駆動燃料電池の基礎研究

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19710062
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 望月 和博 The University of Tokyo, 生産技術研究所, 特任准教授 (30372428)
• Keywords: リサイクル技術 / 炭素駆動燃料電池 / バイオマス

Research Abstract

炭化リサイクルの現状は、炭化物の市場が狭いことから、有効利用が進んでいないのが現状であり、更なる用途開拓が必要である。そこで、高度利用として、表面処理によるマテリアル利用・燃料化により炭素駆動型燃料電池としてエネルギー利用することを挙げる。これらの基礎研究としてセル型式による表面への影響について調べることを目的とした。
実験では、電極表面で電子の授受が行なわれることを想定したセルを2種(セル1、2)、炭素表面上で電子の授受が行なわれることを想定したセル(セル3)を1種作製した。これらのセル中で電気分解を行い、炭消費量、反応率と電気分解前後の表面積の測定、FTIRによる表面官能基の測定を行った。その結果、セル3では理論的に算出される炭素反応率と同程度の反応率が得られ、電気分解後に表面積の増大が確認された。又、FTIR測定では強度は弱いが、電気分解後に1100cm^<-1>付近にピークが出現し、-CO, -OHなどの含酸素官能基が生成の可能性が示唆された。これらの結果より、セル3では、炭素自体を電極としたことで、酸素ラジカルと炭素の反応の頻度が高くなったと考えられる。その結果表面の炭素が二酸化炭素として脱離する事による、細孔構造の発達や、表面への酸素の結合による表面官能基の形成が起こり、表面状態が変化したと考える。炭素自体を電極とするセル3の有効性が示された。この方式は、表面処理や、炭素駆動型燃料電池のセルとして期待される。