界面現象を利用した高プロトン伝導体の合成と新規燃料電池システムの創成

• 研究課題/領域番号: 20681007
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大友 順一郎 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (90322065)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円); 2011年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2010年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2009年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2008年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: 省エネルギー技術 / 燃料電池 / プロトン伝導体 / 界面イオン伝導 / 電極反応 / 省エネルギー

研究概要

リン酸系無機複合ガラス電解質を合成し、プロトン伝導特性について検討を行った。ガラス電解質内で生成した微粒子とガラス界面においてプロトン導電率の上昇効果が観測され、中温域(150-300℃)で作動可能な結晶-アモルファス界面を利用したイオン伝導体の設計指針を提案した。また、250℃近傍で作動する中温作動燃料電池を作製し、アルコール類(エタノール、エチレングリコールおよびグリセリン)の電極反応活性を検討したところ、白金触媒上での迅速な酸化反応の進行が観測され、その反応機構の詳細について明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Electrochemical Performance for the Electro-oxidation of Ethylene Glycol on a Carbon-supported Platinum Catalyst at Intermediate Temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Kosaka, Yoshito Oshima, Junichiro Otomo
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 56(27) ページ: 10093-10100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceleration of Ethanol Electro oxidation on a Carbon-supported Platinum Catalyst at Intermediate Temperatures (2011)
  • 著者名/発表者名: Iori Shimada, Yoshito Oshima and Junichiro Otomo
  • 雑誌名: Journal of The Electrochemical Society 巻: 158(4) ページ: 369-375
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast Proton Transport in Zinc Phosphorous Glass Composites (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuma Furuhashi, Iori Shimada, Junichiro Otomo
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 巻: 127(1-2) ページ: 322-328
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固体電解質形燃料電池の材料開発と構造制御による高性能化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大友順一郎
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 32(2) ページ: 93-98
  • NAID: 10027904664
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical performance for the electro-oxidation of ethylene glycolon a carbon-supported platinum catalyst at intermediate temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Kosaka, Yoshito Oshima, Junichiro Otomo
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 56 号: 27 ページ: 10093-10100
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2011.08.109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceleration of Ethanol Electrooxidation on a Carbon-Supported Platinum Catalyst at Intermediate Temperatures (2011)
  • 著者名/発表者名: Iori Shimada, Yoshito Oshima, Junichiro Otomo
  • 雑誌名: Journal of The Electrochemical Society 158(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast Proton Transport in Zinc Phosphorous Glass Composites (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuma Furuhashi, Iori Shimada, Junichiro Otomo, Yoshito Oshima
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 127(1-2) ページ: 322-328
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固体電解質形燃料電池の材料開発と構造制御による高性能化(総説記事) (2011)
  • 著者名/発表者名: 大友順一郎
  • 雑誌名: 表面科学 32(2) ページ: 93-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceleration of Ethanol Electrooxidation on a Carbon-Supported Platinum Catalyst at Intermediate Temperatures (2011)
  • 著者名/発表者名: Iori Shimada, Yoshito Oshima, Junichiro Otomo
  • 雑誌名: Journal of The Electrochemical Society 巻: 158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast Proton Transport in Zinc Phosphorous Glass Composites (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuma Furuhashi, Iori Shimada, Junichiro Otomo, Yoshito Oshima
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 巻: 127 ページ: 322-328
  • 査読あり
• [雑誌論文] 中温作動直接エタノール形燃料電池の電極反応特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 嶋田五百里・大友順一郎・大島義人
  • 雑誌名: 化学工学会エネルギー部会シンポジウム講演論文集 8(1) ページ: 37-40
  • NAID: 130004667681
• [雑誌論文] Direct Alcohol Electro-oxidation in an Intermediate Temperature Fuel Cell (2008)
  • 著者名/発表者名: Junichiro Otomo, Satoru Nishida, Hiroyuki Kato, Hidetoshi Nagamoto and Yoshito Oshima
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 16(2) ページ: 1275-1284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Alcohol Electro-oxidation in an Intermediate Temperature Fuel Cell (2008)
  • 著者名/発表者名: Junichiro Otomo, Satoru Nishida, Hiroyuki Kato, Hidetoshi Nagamoto, Yoshito Oshima
  • 雑誌名: ECS Transactions 16(2) ページ: 1275-1284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Alcohol Electro-oxidation in an Intermediate Temperature Fuel Cell (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Otomo, S. Nishida, H. Kato, H. Nagamoto, Y. Oshima
  • 雑誌名: ECS Transactions 16(2) ページ: 1275-1284
  • 査読あり
• [学会発表] グリセリンを燃料に用いた中温作動形燃料電池の電極反応特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石山啓介・大友順一郎・大島義人
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 工学院大学新宿キャンパス
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 中温域における白金電極上の多価アルコールの反応特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大友順一郎、石山啓介、高坂文彦、大島義人
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
• [学会発表] 中温作動燃料電池におけるアルコール燃料の反応特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大友順一郎・嶋田五百里・高坂文彦・大島義人
  • 学会等名: INCHEM TOKYO 2011 産学官マッチングフォーラム
  • 発表場所: 東京ビックサイト
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] Reaction Mechanism of Ethanol Electro-oxidation at Intermediate Temperatures (2011)
  • 著者名/発表者名: Iori Shimada, Yoshito Oshima, Junichiro Otomo
  • 学会等名: 62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟市万代島)
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] 中温作動直接エタノール形燃料電池の電極反応特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 嶋田五百里・大友順一郎・大島義人
  • 学会等名: 第17回燃料電池シンポジウム(FCDIC)
  • 発表場所: タワーホール船堀、東京
  • 年月日: 2010-05-19
• [学会発表] Electrooxidation of Alcohol Fuels at Intermediate Temperatures (2010)
  • 著者名/発表者名: Junichiro Otomo, Iori Shimada, Fumihiko Kosaka and Yoshito Oshima
  • 学会等名: 61st Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: Nice, France
• [学会発表] 種々のアルコール燃料を用いた中温作動直接アルコール形燃料電池のアノード反応特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大友順一郎、嶋田五百里、高坂文彦、大島義人
  • 学会等名: 電気化学会第77回大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
• [学会発表] 中温作動直接エタノール形燃料電池の電極反応特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 嶋田五百里・大友順一郎・大島義人
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 中低温作動燃料電池を指向したプロトン伝導性リン酸亜鉛系ガラス複合体の合成と添加物効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大友順一郎・古橋優磨・嶋田五百里・大島義人
  • 学会等名: 電気化学会第76回大会
  • 発表場所: 京都市京都大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 中低温域におけるリン酸亜鉛系ガラス複合体のプロトン伝導特性と界面効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古橋優磨・嶋田五百里・大友順一郎・大島義人
  • 学会等名: 化学工学会第74年会
  • 発表場所: 横浜市横浜国立大学
  • 年月日: 2009-03-20
• [学会発表] 中温域におけるアルコール類の電極酸化反応と反応生成物評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大友順一郎、嶋田五百里、大島義人
  • 学会等名: 第50回電池討論会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] 中低温作動燃料電池を指向したプロトン伝導性リン酸亜鉛系ガラス複合体の合成と添加物効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大友順一郎、古橋優磨、嶋田五百里、大島義人
  • 学会等名: 電気化学会第76回大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
• [学会発表] Direct Alcohol Electro-oxidation in an Intermediate Temperature Fuel Cell (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Otomo, S. Nishida, H. Kato, H. Nagamoto, Y. Oshima
  • 学会等名: PRiME2008, 214^<th> Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: 米国ハワイ
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] リン酸亜鉛系ガラス複合体の合成と中温域におけるプロトン伝導特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 嶋田五百里・大友順一郎・大島義人
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋季大会
  • 発表場所: 仙台市東北大学
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] Direct Alcohol Electro-oxidation in an Intermediate Temperature Fuel Cell (2008)
  • 著者名/発表者名: Junichiro Otomo, Satoru Nishida, Hiroyuki Kato, Hidetoshi Nagamoto and Yoshito Oshima
  • 学会等名: PRiME2008(Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science) 214th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, Hilton Hawaiian Village
• [備考]
  • URL: http://www.oshimalab.k.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.oshimalab.k.u-tokyo.ac.jp/