バイポーラー固体電解セルの基盤技術創製

• Project/Area Number: 24H00477
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 36:Inorganic materials chemistry, energy-related chemistry, and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 青木 芳尚 北海道大学, 工学研究院, 教授 (50360475)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 孝 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (10455280)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥48,100,000 (Direct Cost: ¥37,000,000、Indirect Cost: ¥11,100,000); Fiscal Year 2025: ¥15,470,000 (Direct Cost: ¥11,900,000、Indirect Cost: ¥3,570,000); Fiscal Year 2024: ¥23,660,000 (Direct Cost: ¥18,200,000、Indirect Cost: ¥5,460,000)
• Keywords: ヒドリドイオン伝導体 / プロトン伝導体 / バイポ―ラーイオン伝導体 / 水蒸気電解 / グリーン水素

Outline of Research at the Start

本研究では、現在唯一報告されているバイポーラーイオン伝導体BaZr1-xInxO3-δを電解質とした水蒸気電解セルを構築し、その結果自発的に形成されるH-/H+－イオニックヘテロ構造に着目する。そこで特徴的に発現する水素レドックスを介したイオン移動、および電荷空乏層形成によるリーク電流抑制効果について、電気化学計測とミュオン分光法等を組み合わせて検証する。また得られた知見を通じ、より高伝導度のバイポーラーイオン伝導ペロブスカイトを探索する。これら新規イオン伝導体をベースとしたセルでN2－H2O共電解を行い、高効率な電気化学アン
モニア合成を達成する。