| 研究課題/領域番号 |
19K05148
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
大柴 雄平 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (10708530)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 酸－アルカリハイブリッド燃料電池 / 低白金 / カーボンアロイ触媒 / 水挙動 / 細孔フィリング薄膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
固体高分子形燃料電池の更なる普及のためには、触媒である白金の使用量低減が課題である。また、反応ガスは加湿して電池に供給しているが、電池内で発生する水を有効に利用した自己加湿が可能となれば、システムの小型化が実現できる。本研究では、燃料電池システムの極低白金化、自己加湿を目指して、酸－アルカリハイブリッド燃料電池のシステム設計を行う。酸環境のアノードで白金量を減らし、アルカリ環境のカソードでは非白金系のカーボンアロイ触媒の利用により、システム全体の効果的な白金使用量低減を目指す。また、ハイブリッド燃料電池における電解質膜内の水移動モデルを構築し、自己加湿を実現する電解質膜の設計指針獲得を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、燃料電池システムの極低白金化及び自己加湿を目指して、酸－アルカリハイブリッド燃料電池のシステム設計を行った。本課題で開発したハイブリッド型燃料電池は、アノードに低白金量の白金担持カーボン触媒、およびカソードに非白金系のカーボンアロイ触媒を用いているにも関わらず、高い開放起電力と低いアノード過電圧を両立しており、ハイブリッド型燃料電池の有用性を実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本課題で開発した酸－アルカリハイブリッド燃料電池により、従来の燃料電池と比較して白金量を20分の1に低減できる可能性を示した。これは、燃料電池の課題である、高い白金コストの大幅な低減に寄与する成果といえ、更なる酸－アルカリハイブリッド燃料電池性能の向上により、燃料電池自動車の普及促進につながると期待される。
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