2015 Fiscal Year Annual Research Report
電子および光機能を有する水酸化物イオン伝導性層状複水酸化物の創製
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25289230
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
忠永 清治 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90244657)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樋口 幹雄 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40198990)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 層状複水酸化物 / 水酸化物イオン伝導性 / 金属－空気二次電池 / 燃料電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年は、層状複水酸化物(LDH）の中でも水酸化物イオン及び電子伝導性が比較的高いNi-Mn-Fe系LDHを触媒層へ混合した空気極の酸素還元・酸素発生反応に対する活性評価、Zn -A系LDHのZn-空気二次電池負極活物質への応用、Mg-Al系LDHをセパレータに用いたH2-O2燃料電池の構築について検討を行った。
MnO2や(La, Ca)MnO3を触媒に用いた空気極において、Ni-Mn-Fe系LDHを触媒層に混合した場合、酸素還元電流（ORR）が増加することがわかった。また、酸素発生反応においては電流密度が増加、および酸素発生過電圧の低下が確認された。これより、Ni-Mn-Fe系LDHは、金属－空気二次電池の空気極の性能向上に非常に有効であることがわかった。さらに、KOH水溶液を電解液に用いた金属－空気二次電池において、Zn-Al LDHが負極活物質として動作することを確認した。
LDHを燃料電池のセパレーター層として用いるために、LDH固体電解質の緻密化とイオン伝導度の向上を目的として、LDH粉末成形体からの再構築法によるLDH固体電解質膜の作製を検討した。LDH粉末成形体を500℃で熱処理して酸化物に変換後、炭酸ナトリウム水溶液中で再水和させることにより、バインダーを用いることなく、緻密でイオン伝導性の比較的高い電解質膜が作製できた。また、この電解質膜を用いてH2-O2酸素燃料電池を構築したところ、比較的高いOCVを示し、また、燃料電池として動作することを確認した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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