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高性能窒素系化学水素貯蔵材料の研究

Research Project

Project/Area Number 08F08615
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Energy engineering
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

徐 強  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SINGH Sanjay Kumar  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2008 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2008: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords水素 / 水素貯蔵 / エネルギー / 燃料電池
Research Abstract

高い水素含有量を持ち、燃料電池用水素源として高い可能性を持つ水和ヒドラジンに注目し、水和ヒドラジンの触媒による選択的完全分解反応で、室温という温和な温度において、PtNi及びIrNi合金ナノ粒子触媒を用いて制御可能な条件下で水素ガスを発生させることができることを見出した。PtNi,IrNi二成分合金ナノ粒子触媒の組成を調節して、触媒活性・水素生成選択性評価を行ったところ、それぞれ100%水素選択率を示す組成領域を明らかにした。PtNi合金ナノ粒子触媒ては、Pt含有量が7-34%の幅広い領域において、100%水素選択率を示す。IrNi合金ナノ粒子触媒に関しては、Ir含有量が5-10%の領域において、100%水素選択率を示す。放出ガスの体積測定のみならず、質量分析におけるH_2/N_2比(2.0)及びアンモニアに起因する^<15>NNMR信号がないことから、これらの条件下ではヒドラジンの完全分解反応H_2NNH_2→N_2+2H_2が選択的に進行していることが確認された。TEM観察により、PtNi,IrNiナノ粒子の平均粒径は約5nmである。XPS測定により、それぞれPtNi,IrNiの二成分合金ナノ粒子となっていることがわかった。これら合金ナノ粒子が高活性・高選択性を有することは、触媒表面に両成分とも存在し、完全分解・水素生成に有利なヒドラジン結合活性化に寄与していることを示している。水和ヒドラジンは、液体であるため移動型燃料タンクへの充填が容易であり、既存の液体燃料用供給・貯蔵インフラ設備が利用可能という大きなメリットを有する。さらに完全分解によって水素と窒素に分解するため、生成物回収・再生が不要である。

Report

(3 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2010 2009

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Bimetallic Ni-Pt Nanocatalysts for Selective Decomposition of Hydrazine in Aqueous Solution to Hydrogen at Room Temperature for Chemical Hydrogen Storage2010

    • Author(s)
      Sanjay Kumar Singh, Qiang Xu
    • Journal Title

      Inorg.Chem.

      Volume: 49 Pages: 6148-6152

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bimetallic nickel-iridium nanocatalysts for hydrogen generation by decomposition of hydrous hydrazine2010

    • Author(s)
      Sanjay Kumar Singh, Qiang Xu
    • Journal Title

      Chem.Commun.

      Volume: 46 Pages: 6545-6547

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Room Temperature Hydrogen Generation from Hydrous Hydrazine for Chemical Hydrogen Storage2009

    • Author(s)
      Sanjay Kumar Singh, Xin-Bo Zhang, Qiang Xu
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc. 131

      Pages: 9894-9895

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complete Conversion of Hydrous Hydrazine to Hydrogen at Room Temperature for Chemical Hydrogen Storage2009

    • Author(s)
      Sanjay Kumar Singh, Qiang Xu
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc. 131

      Pages: 18032-18033

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Complete conversion of hydrous hydrazine to hydrogen at room temperature for chemical hydrogen storage2010

    • Author(s)
      Sanjay Kumar Singh, Qiang Xu
    • Organizer
      First International Conference on Materials for Energy 2010 (EnMat2010)
    • Place of Presentation
      Karlsruhe, Germany
    • Year and Date
      2010-07-06
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Selective hydrogen generation by complete decomposition of hydrous hydrazine at room temperature for chemical hydrogen storage2010

    • Author(s)
      Sanjay Kumar Singh, Qiang Xu
    • Organizer
      The 5^<th> Japan-China Seminar on Hydrogen Storage Materials
    • Place of Presentation
      東京国際交流館(東京都)
    • Year and Date
      2010-03-02
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 水素発生用触媒及び水素発生方法2010

    • Inventor(s)
      徐強、S.K.Singh
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Number
      2010-121565
    • Filing Date
      2010-05-27
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 水素発生用触媒及び水素発生方法2009

    • Inventor(s)
      徐強、S.K.Singh
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Number
      2009-115137
    • Filing Date
      2009-05-12
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 水素発生用触媒及び水素発生方法2009

    • Inventor(s)
      徐強、S.K.Singh
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Number
      2009-274513
    • Filing Date
      2009-12-02
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

Published: 2008-04-01   Modified: 2024-03-26  

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