2022 Fiscal Year Annual Research Report
発電型廃水処理の実現を可能とする低コストで超高性能なエアカソードの創出
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20H04369
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
廣岡 佳弥子 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 准教授 (10555098)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 微生物燃料電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々な種類の活性炭を触媒として用い、それぞれ結着剤として加えるPTFEの添加量を変化させてカソードを作成した。酸素還元性能の評価をおこなったところ、PTFE添加量を変化させても性能がほとんど変わらなかったものと、添加量によって性能が変化したものがあった。また、変化したものの中でも、酸素還元性能を最大値に近づけるPTFE添加量は活性炭触媒の種類によって異なった。これらの活性炭触媒に導電助剤を添加することによって導電性を高めたところ、酸素還元性能は向上した。一方、一般的なPTFE分散液に比べて、粒子が微細で線維化しにくいPTFE粒子の分散液を用いたカソードも作成したが、性能は向上しなかった。
さらに、触媒混合物を基材にプレスし触媒層を形成した後のカソードを、嫌気条件で焼成することにより、触媒層内部のPTFEの加熱融着を試みた。その結果、酸素還元性能が低下した一方、漏水がほとんどなくなった。さらに、触媒混合物に空隙形成剤を添加して同様の方法でカソードを作成したところ、性能が回復した。このことから、PTFEの加熱融着により触媒層中の空隙が減少し、酸素供給性が低下したために、酸素還元性能が低下したものと考えられた。そして、カソードへの酸素供給に結着剤だけでなく空隙も大きく影響していることが示唆された。エポキシ樹脂にカソードを包埋して薄切し、超薄切片を作成して走査型電子顕微鏡で観察したところ、10～100umの空隙が内部に散在していることが確認できた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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