| 研究課題/領域番号 |
19H02482
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
芹澤 愛 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (90509374)
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| 研究分担者 |
石崎 貴裕 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (50397486)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 導電性皮膜 / 耐食性皮膜 / アルミニウム合金 / ヘテロ構造 / 燃料電池用金属セパレータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
“安価で高効率な電池”の開発には、電池全体の軽量化および低コスト化が必須である。セパレータは燃料電池スタック重量の80％程度を占める軽量化効果が最も高い部位であるが、強酸環境下でも耐え得る極めて高い耐食性、ならびに発生した電流を隣接したセルに高効率で流すための導電性が求められる。本研究では、軽量なアルミニウム合金基材上に高耐食性と高導電性を兼ね備えた皮膜を形成するための技術開発を行う。具体的には、申請者の開発した水蒸気プロセスで形成される高耐食性皮膜中にカーボンナノ粒子を適切に分散させたヘテロ構造皮膜を創製することで、セパレータへの応用を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、軽量なアルミニウム合金基材上に高耐食性と高導電性を兼ね備えた皮膜を形成するための技術開発を実施した。皮膜の作製指針は、申請者の開発してきた水蒸気プロセスで形成される高耐食性皮膜中にカーボンナノ粒子を適切に分散させることで、水酸化物／カーボンのヘテロ構造皮膜を作製することとした。結果として、水蒸気源にアスコルビン酸を添加することで、水蒸気プロセス中に水酸化物結晶とともにカーボンナノ粒子が生成し、水酸化物皮膜中に均一に分散させることに成功した。作製したヘテロ構造皮膜は、硫酸中においても高い耐食性を示し、導電性は水酸化物皮膜に比べて4桁程度向上することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究代表者のオリジナル技術である水蒸気プロセスを利用することで、水酸化物とカーボンからなるヘテロ構造皮膜をアルミニウム合金上に均一に作製する技術開発に成功した結果、導電性、耐食性ともに大幅に向上することを確認することができた。本技術は、導電性が必要な部材への表面処理法として、さらにはアルミニウム合金製セパレータ等の電池材料の製造に対して大きなアドバンテージとなることが考えられ、学術的にも産業的にも重要な知見である。
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