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新規電極構造体を用いた高性能燃料電池の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19360357
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 反応工学・プロセスシステム
研究機関群馬大学

研究代表者

中川 紳好  群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70217678)

研究分担者 野田 玲治  群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70303708)
辻口 拓也  群馬大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10510894)
中里 勉  群馬大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30323330)
連携研究者 辻口 拓也  群馬大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10510894)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2009年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2008年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2007年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
キーワード電極構造体 / 直接メタノール型燃料電池 / メタノールクロスオーバー / 多孔質体 / 質量分析 / 物質移動
研究概要

申請者らの多孔質板を用いた新規電極構造体内部のガス層にキャピラリープローブを挿入し、直接メタノール燃料電池(DMFC)発電運転時の質量分析を行って、電極反応での中間生成物の生成状況と物質移動状況およびそれらが発電特性に及ぼす影響を調べた。ガス層中のメタノール組成に平衡な液組成は通常の液供給のメタノール濃度と同程度になっていることが分かった。中間生成物の主な成分としてギ酸メチルがあり、その生成速度はメタノール分圧/水蒸気分圧の比の2乗に比例して増大することが分かった。ただし、通常の条件下ではその生成割合は小さく、発電効率に影響しないことが分かった。カソードの外側に撥水性多孔質膜を配置することで、カソード生成水のアノードへの移動を促進することができ、出力を増大させることができた。カソード表面に直に重ねるよりも、適当な空間を空けて配置するのが効果的であることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (16件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Reaction Analysis of a DMFC Employing a Porous Carbon Plate Operated at High Methanol Concentrations2009

    • 著者名/発表者名
      N. Nakagawa, K. Sekimoto, M. Shahbudin Masdar, R. Noda
    • 雑誌名

      J.Power Sources 186

      ページ: 45-51

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mass spectroscopy for the anode gas layer in a semi-passive DMFC using porous carbon plate, Part I : Relationship between the gas composition and the current density2009

    • 著者名/発表者名
      M. S. Masdar, T. Tsujiguchi, N. Nakagawa
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources 194

      ページ: 610-617

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mass spectroscopy for the anode gas layer in a semi-passive DMFC using porous carbon plate, Part II : Relationship between the reaction products and the methanol and water vapor pressures2009

    • 著者名/発表者名
      M. S. Masdar, T. Tsujiguchi, N. Nakagawa
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources 194

      ページ: 618-624

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mass spectroscopy for the anode gas layer in a semi-passive DMFC using porous carbon plate, Part I : Relationship between the gas composition and the current density2009

    • 著者名/発表者名
      M.S.Masdar, T.Tsujiguchi, N.Nakagawa
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources 194

      ページ: 610-617

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mass spectroscopy for the anode gas layer in a semi-passive DMFC using porous carbon plate, Part II : Relationship between the reaction products and the methanol and water vapor pressures2009

    • 著者名/発表者名
      M.S.Masdar, T.Tsujiguchi, N.Nakagawa
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources 194

      ページ: 618-624

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction Analysis of a DMFC Employing a Porous Carbon Plate Operated at High Methanol Concentrations2009

    • 著者名/発表者名
      N. Nakagawa, K. Sekimoto, M. Shahbudin Masdar and R. Noda
    • 雑誌名

      J. Power Sources 186

      ページ: 45-51

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] カーボン多孔質板を用いた小型メタノール燃料電池の開発2009

    • 著者名/発表者名
      中川紳好
    • 学会等名
      ニューカーボンフォーラム 講演会
    • 発表場所
      群馬大学 桐生
    • 年月日
      2009-07-24
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] カーボン多孔質板を用いた小型メタノール燃料電池の開発2009

    • 著者名/発表者名
      中川紳好
    • 学会等名
      ニューカーボンフォーラム 講演会
    • 発表場所
      群馬大学(桐生)
    • 年月日
      2009-07-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] In-situ Mass Spectrometry in the Anode of a Passive Direct Methanol Fuel Cell (DMFC)2009

    • 著者名/発表者名
      M. Shahbudin Masdar, N. Nakagawa
    • 学会等名
      The 16^<th> FCDIC Fuel Cell Symposium Conference, Proceedings
    • 発表場所
      東京 (船堀)
    • 年月日
      2009-05-12
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] In-situ Mass Spectrometry in the Anode of a Passive Direct Methanol Fuel Cell(DMFC)2009

    • 著者名/発表者名
      M.Shahbudin Masdar, 中川紳好
    • 学会等名
      The 16^<th> FCDIC Fuel Cell Symposium Conference
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-05-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Water Transport in a Passive Direct Methanol Fuel Cell with a Porous Carbon Plate2009

    • 著者名/発表者名
      M. M. Shahbudin, T. Tsujiguchi, N. Nobuyoshi
    • 学会等名
      化学工学会第41回秋季大会
    • 発表場所
      広島大学 (東広島)
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Water Transport in a Passive Direct Methanol Fuel Cell with a Porous Carbon Plate2009

    • 著者名/発表者名
      M.M.Shahbudin, T.Takuya, 中川紳好
    • 学会等名
      化学工学会第41回秋季大会
    • 発表場所
      広島大学(東広島)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Water and Methanol Activities on Reaction Products in Anode's Passive DMFC with PCP by Mass Spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      M. Shahbudin Masdar, R Noda and N. Nakagawa
    • 学会等名
      15th Regional Symposium on Chemical Engineering
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      2008-12-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical Mass Spectrometry (EMS) Study on Anode Gas Layer inside DMFC2008

    • 著者名/発表者名
      M. Shahbudin Mastar, R. Noda, N. Nakagawa
    • 学会等名
      International session, The 49^<th> Battery Symposium in Japan
    • 発表場所
      Sakai, Japan
    • 年月日
      2008-11-05
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Electrochemical Mass Spectrometry (EMS) Study on Anode Gas Layer inside DMFC2008

    • 著者名/発表者名
      Mohd Shahbudin Bin Mastar R. Noda, N. Nakagawa
    • 学会等名
      The 49th Battery Symposium
    • 発表場所
      Sakai, Japan
    • 年月日
      2008-11-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Real Time Analysis of Anode's Reaction Products by using Mass Spectrometer2008

    • 著者名/発表者名
      M. S. Mastar, R. Noda, N. Nakagawa
    • 学会等名
      International Workshop on Process Intensification 2008
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2008-10-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of the reaction products in a DMFC operated with high methanol concentration2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nakagawa, K. Sekimoto, M. S. Masdar, R. Noda
    • 学会等名
      The 20th International Symposium on Chemical Reaction Engineering
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2008-09-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Mohammad Ali Abdelkareem, "高濃度メタノールを利用した新規パッシブDMFCにおける生成物の生成挙動"2008

    • 著者名/発表者名
      中川紳好, 関本和也
    • 学会等名
      電気化学会第75回大会
    • 発表場所
      山梨大学、甲府
    • 年月日
      2008-03-31
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 高濃度メタノールを利用した新規パッシブDMFCにおける生成物の生成挙動2008

    • 著者名/発表者名
      中川 紳好, 関本 和也, モハマドアリ
    • 学会等名
      電気化学会第75回大会
    • 発表場所
      山梨大学、甲府
    • 年月日
      2008-03-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Water and Methanol Activities on Reaction Products in Anode's Passive DMFC with PCP by Mass Spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      M. Shahbudin Masdar, R. Noda, N. Nakagawa
    • 学会等名
      15^<th> Regional Symposium on Chemical Engineering
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Real Time Analysis of Anodes's Reaction Products by using Mass Spectrometer2008

    • 著者名/発表者名
      M. S. Mastar, R. Noda, N. Nakagawa
    • 学会等名
      International Workshop on Process Intensification 2008
    • 発表場所
      Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Evaluation of the reaction products in a DMFC operated with high methanol concentration2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nakagawa, K. Sekimoto, M. S. Masdar, R. Noda
    • 学会等名
      The 20^<th> International Symposium on Chemical Reaction Engineering, Green Chemical Reaction Engineering for a Sustainable Future
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] 「DMFCにおける支持体の多孔質構造と電池特性の関係」, 多孔質体の精密制御と機能・物性評価2008

    • 著者名/発表者名
      中川紳好, 分担執筆
    • 出版者
      サイエンス・テクノロジー社
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] DMFCにおける支持体の多孔質構造と電池特性の関係,多孔質体の精密制御と機能・物性評価2008

    • 著者名/発表者名
      申川紳好
    • 出版者
      サイエンス・テクノロジー社
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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