| Project/Area Number |
05J02523
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Structural/Functional materials
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
赤松 貴文 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2005 – 2007
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2007)
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| Budget Amount *help |
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | リン酸塩ガラス / 固体電解質 / 電気化学デバイス / 水和反応 / プロトン伝導 / プロトン伝導体 / 化学ベクトル法 |
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| Research Abstract |
メタリン酸塩ガラス粉末と水を混合して得られるハイドロゲルは、室温付近で高いプロトン伝導性を示す。また、適度な粘性を持ち、電極との高い接着性に期待できることから、電気二重層キャパシタ(EDLC)への応用について検討してきた。評価は、サイクリックボルタンメトリー、自己放電試験、交流インピーダンス測定等を行った。これまでに、33F/g(g:活性炭重量)の実用化レベルの静電容量を得ることに成功している。さらなる性能向上のため、EDLCを積層(2層)させた。積層セルにおいても、酸化還元反応がなく、キャパシタ的な充放電が行えていることを確認した。各セルに均等に電圧が印加されていることから、さらなる積層化も容易に行えると推測される。
単セルの高容量化、耐電圧向上のため、RuO_2を電極に用いて擬似容量キャパシタの評価も行った。RuO_2はTi基板上に生成させた。RuO_2電極にプロトンが吸着することで電気分解を抑制し、耐電圧が向上したと考えられた。これにより、0-1.4Vで充放電が行えることがわかった。
ハイドロゲルを用いて水素濃淡電池を作製し、水素ガスセンシングを行った。評価は主に、起電力を利用した電位検出式を採用した。水素ガス濃度が一定である基準極に対し、検知極の水素ガス濃度を上昇させていくと、起電力は大きくなっていった。ネルンストの式から、反応電子数が1.9であったことから、ハイドロゲルのプロトンの輸率は1であることが確認できた。この成果をまとめたものは、海外雑誌に採択された。
ハイドロゲルを用いた燃料電池は、電極構造の改善を中心に行い、最大160mW/cm^2の実用レベルの出力を得ることに成功した。
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