| 研究課題/領域番号 |
17H01229
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機工業材料
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
内田 裕之 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (20127434)
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| 研究分担者 |
柿沼 克良 山梨大学, 大学院総合研究部, 特任教授 (60312089)
A.TRYK Donald 山梨大学, 大学院総合研究部, 特任教授 (30530092)
野原 愼士 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (40326278)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)
2019年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
2018年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2017年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
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| キーワード | 固体高分子形水電解 / 水素製造 / 電極触媒 / 水素 / 構造・機能材料 / ナノ材料 / エネルギー効率化 / 新エネルギー |
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| 研究成果の概要 |
高効率水素製造用の固体高分子形水電解の低貴金属電極触媒と触媒層を研究した。融着連珠構造のSnO2担体にIrOxを高分散した酸素発生触媒は活性面積増大と担体との相互作用により、従来触媒の約30倍高い質量活性を示した。IrOx/Sb-SnO2酸素極とPt/GCB水素極を用いた貴金属量1/10の単セルで電圧効率92%を達成した。
Pt3Co/C水素発生触媒が市販Pt/Cの約4倍の質量活性を示し、Pt3Co単結晶電極を用いて活性増大機構を明らかにした。また、Ptスキン－PtFe/C触媒が電解質膜に有害なH2O2発生を抑制できること、低Pt単セルで千時間安定に作動することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
貴金属量を従来の1/10に低減可能な酸素発生触媒と水素発生触媒の合成法を確立し、活性増大機構と設計指針を明らかにしたことは、材料科学、触媒化学、電気化学の今後の発展に大きく貢献する。貴金属量を1/10に低減した固体高分子形水電解で90%以上の高効率で水素製造が可能なことを実験により示したことは、学術的にも社会的にも意義は大きい。また、高分子電解質膜の化学劣化源となるH2O2生成を抑制する水素発生触媒の開発により、電解質膜を薄膜化しても耐久性が保てるため、性能と耐久性の両立が可能になる。この成果は、学術面と実用面で大きな進歩である。
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