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カルボン酸系固形燃料を用いたマイクロ燃料電池の研究開発

Research Project

Project/Area Number 19656181
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

青木 秀充  Osaka University, 大学院・工学研究科, 准教授 (10419468)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉野 隆  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90206417)
木村 千春  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90372630)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords燃料電池 / 固体高分子型 / ギ酸アンモニウム / 固体燃料 / 携帯 / 安全 / 粉末 / テロ対策
Research Abstract

携帯用のメタノール燃料は、CO被毒、クロスオーバー、燃料の引火性などの課題がある。一方、ギ酸燃料は反応中にCOを発生しにくく被毒問題を解決できる可能性があり、また燃料のクロスオーバーも抑制できる。我々は、安全で携帯性に優れる固体(粉末)燃料としてギ酸塩を提案し、基本的な特性評価を行った。各種ギ酸塩を評価した中で、ギ酸アンモニウムがもっとも高い酸化特性を示したことから、且20年度は、ギ酸アンモニウムを中心に、以下の項目に対して研究成果を得た。
1)ギ酸塩(化合物)に対して良好な電極材料の基本検討:
ギ酸アンモニウムを燃料とした場合、電極触媒には、メタノール用のPt-Ru、Pt-Irと比較して、Pt-Pd(パラジウム)を用いる方が効果的であることを明らかにし、Pt:Pd=1:1の割合で混合した触媒で最も高い酸化特性が得られた。また、触媒金属の還元方法として、触媒含有溶液に水素ガスをバブリングすることで還元析出できることを見出した。
2)ギ酸アンモニウム燃料の供給方式の基礎検討
ギ酸アンモニウム粉末を寒天状物質に溶解して固形化できることを確認し、ろ過膜を通して連続的に燃料として供給できる可能性を明らかにした。更に、ギ酸アンモニウムを適当な濃度で溶解供給する簡易セルを作製し、電気特性を評価した。また、ギ酸アンモニウム(pH:中性)は、強酸性のギ酸と比較して、電解膜(ナフィオン系)の劣化を抑制できることを明らかにした。
ギ酸アンモニウムを用いた燃料電池は、燃料体積当たりの発電性能はメタノール燃料よりも数倍高くなる可能性を見出した。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Improvement of anode oxidation reaction of a fuel cell using ammoniumformate with Pt-Ir catalysts. (Pt-Ir触媒によるギ酸アンモニウム燃料電池のアノード酸化反応の向上)2008

    • Author(s)
      Kazutoshi Ohyama, Takashi Sugino, Tomohiro Nitta, Chiharu Kimura, Hidemitsu Aoki
    • Journal Title

      IEEJ Trans. EIS (電気学会論文誌C) Vol. 128, No. 11

      Pages: 1600-1604

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of anodic oxidation reaction of a fuel cell using ammonium formate with Pt-Pd catalysts.2008

    • Author(s)
      H. Aoki, T. Nitta, S. Kuwabata, C. Kimura, T. Sugino
    • Journal Title

      Electrochemical Soc. Transactions Vol. l6, No. 2

      Pages: 849-853

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of Solid Ammonium Formate Oxidation for Polymer Electrolyte Fuel Cells2007

    • Author(s)
      K. Ohyama, C.Kimura, M.Aoki, S.Kuwabata, T.Sugino
    • Journal Title

      Electrochemical Soc. Transactions Vol.4,No.1

      Pages: 1010-1010

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 還元水による析出Pt触媒を用いたギ酸アンモニウム燃料電池の基礎評価2009

    • Author(s)
      新田智弘, 青木秀充, 木村千春, 杉野隆
    • Organizer
      2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-03-31
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Improvement of anodic oxidation reaction of a fuel cell using ammoniumformate with Pt-Pd catalysts.2008

    • Author(s)
      H. Aoki, T. Nitta, S. Kuwabata, C. Kimura, T. Sugino
    • Organizer
      ECS2007 214th
    • Place of Presentation
      Honolulu USA
    • Year and Date
      2008-10-12
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ギ酸アンモニウム燃料電池を用いた酸化活性の温度依存性2008

    • Author(s)
      新田智弘, 青木秀充, 木村千春, 杉野隆
    • Organizer
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-03
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Anode oxidation reaction of a fuel cell using solid ammonium formate.2008

    • Author(s)
      H. Aoki, T. Nitta, S. Kuwabata, C. Kimura, T. Sugino
    • Organizer
      4^<th> International Workshop on reactions involving oxygenand hydrogen
    • Place of Presentation
      Osaka University
    • Year and Date
      2008-08-22
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ギ酸アンモニウム燃料を用いた燃料電池特性の評価2008

    • Author(s)
      大山和俊、新田智弘、木村千春、青木秀充、杉野隆
    • Organizer
      2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Pt-Pd触媒を用いたギ酸アンモニウム燃料電池の基礎評価2008

    • Author(s)
      新田智弘, 大山和俊, 木村千春, 青木秀充, 杉野隆
    • Organizer
      2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Pt-Ir触媒を用いたギ酸アンモニウム燃料電池の特性評価2007

    • Author(s)
      大山和俊 木村千春 青木秀充 杉野隆
    • Organizer
      電気学会関西支部連合大会
    • Place of Presentation
      神戸大学
    • Year and Date
      2007-11-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of Solid Ammonium Formate Oxidation for Polymer Electrolyte Fuel Cells2007

    • Author(s)
      K. Ohyama, C. Kimura, M. Aoki, S. Kuwabata, T. Sugino
    • Organizer
      ECS2007 212th
    • Place of Presentation
      Washington D.C.
    • Year and Date
      2007-10-07
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://steem.eei.eng.osaka-u.ac.jp/

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://mate.pwr.eng.osaka-u.ac.jp/

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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