高効率水素製造のため温蒸気電解用性能・耐久極開発

• 研究課題/領域番号: 21350114
• 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: 無機工業材料
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 内田 裕之 山梨大学, クリーンエネルギー研究センター, 教授 (20127434)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2011年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2010年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2009年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: 電気化学 / 水蒸気電解 / 水素製造 / 混合導電体 / 金属ナノ粒子

研究概要

純水素を高効率に大量製造可能な高温水蒸気電解(SOEC)、これを逆作動したSOFC発電用の高性能・高耐久性電極を研究開発し、以下の主な成果を得た。1)噴霧プラズマ合成法により、電子ーイオン混合導電性サマリアドープセリア(SDC)またはガドリニアドープセリア(GDC)粒子にNiやNi-Co合金ナノ粒子触媒を高分散することに成功した。2)固体電解質のイオン導電率が高いほどNi-Co/SDC水素極の性能が向上することを見出した。3)(Sr_<1-x> Ce_x) MnO_<3±δ>を合成し、SOFC酸素極として良好に作動することを見出した

研究成果

• [雑誌論文] Performances of Metal Particle-Dispersed Ceria Hydrogen Electrodes in Reversible SOFCs (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Uchida, R. Nishida, M. Tatsuzawa, H. Nishino, K. Kakinuma, M. Watanabe
  • 雑誌名: ECS Trans 巻: Vol.35(No.1) ページ: 1811-1816
  • URL: http://dx.doi.org/10.1149/1.3570169
• [雑誌論文] Performances of Metal Particle-Dispersed Ceria Hydrogen Electrodes in Reversible SOFCs (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Uchida, R.Nishida, M.Tatsuzawa, H.Nishino, K.Kakinuma, M.Watanabe
  • 雑誌名: ECS Trans. 巻: 35 号: 1 ページ: 1811-1816
  • DOI: 10.1149/1.3570169
• [雑誌論文] Performances of Metal Particle-Dispersed Ceria Hydrogen Electrodes in Reversible SOFCs (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Uchida
  • 雑誌名: ECS moans., SOFC XII 巻: (印刷中)
• [雑誌論文] Synthesis of Nickel Nanoparticles Supported on Hollow Samaria-Doped Ceria Particles via the Solution-Spray Plasma Technique (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Nishida, K. Kakinuma, H. Nishino, T. Kamino, H. Yamashita, M. Watanabe, H. Uchida
  • 雑誌名: Anode, Catalysts for SOFCs, Solid State Ionics 巻: Vol.180(No.14-16) 号: 14-16 ページ: 968-972
  • DOI: 10.1016/j.ssi.2009.04.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Nickel Nanoparticles Supported on Hollow Samaria-Doped Ceria Particles via the Solution-Spray Plasma Technique : Anode Catalysts for SOFCs (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Nishida
  • 雑誌名: Solid State Ionics 180 ページ: 968-972
  • 査読あり
• [学会発表] クリーンエネルギーシステムと材料開発:電力〓水素の高効率変換をめざして (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田裕之
  • 学会等名: 材料とイノベーション特別講演
  • 発表場所: 東芝電力システム社(横浜)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-18
• [学会発表] 高温水蒸気電解-SOFC可逆作動セルによる電力の平準化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田裕之
  • 学会等名: 2011年電気化学会関東支部セミナー
  • 発表場所: 明電舎大崎会館(東京)
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] 高温水蒸気電解-SOFC可逆作動セルによる電力の平準化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田裕之
  • 学会等名: 2011年電気化学会関東支部セミナー
  • 発表場所: 明電舎大崎会館(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] 可逆作動SOFC用Ni-Co高分散SDC水素極特性への電解質の導電率の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 立澤正仁,西野華子,渡辺政廣,内田裕之
  • 学会等名: 第37回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 白兎会館(鳥取市)
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] 可逆作動SOFC用Ni-Co高分散SDC水素極特性への電解質の導電率の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 立澤正仁, 西野華子, 渡辺政廣, 内田裕之
  • 学会等名: 第37回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 鳥取市・白兎会館
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] Performances of Metal Particle-Dispersed Ceria Hydrogen Electrodes in Reversible SOFCs (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Uchida, R. Nishida, M. Tatsuzawa, H. Nishino, K. Kakinuma, M. Watanabe
  • 学会等名: 12th Solid Oxide Fuel Cells(219th ECS Meeting)
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2011-05-05
• [学会発表] Performances of Metal Particle-Dispersed Ceria Hydrogen Electrodes in Reversible SOFCs (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Uchida, R.Nishida, M.Tatsuzawa, H.Nishino, K.Kakinuma, M.Watanabe
  • 学会等名: 12th Solid Oxide Fuel Cells (219th ECS Meeting)
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2011-05-05
• [学会発表] 可逆作動SOFC用二重層型電極の開発とPEFC用電極触媒・電解質膜の評価法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田裕之
  • 学会等名: 山梨大学新技術説明会
  • 発表場所: JSTホール(東京)
  • 年月日: 2010-12-21
• [学会発表] Ce0. 8Sm0. 201. 9を添加したn型電子伝導体(Sr1-xCex) MnO3±δのSOFCカソードへの応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 植松佑太,柿沼克良,西野華子,内田裕之,渡辺政廣
  • 学会等名: 第36回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 仙台市情報・産業プラザ(仙台市)
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Ce_0.8Sm_0.2O_1.9を添加した_n型電子伝導体(Sr_1-xCe_x)MnO_3±δのSOFCカソードへの応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田裕之
  • 学会等名: 第36回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 仙台市情報・産業プラザ
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Polarization Properties of Oxygen and Hydrogen Electrodes for Reversible Solid Oxide Fuel Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Uchida, H. Nishino, K. Kakinuma, M. Watanabe
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: グランキューブ大阪(大阪市)
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] Polarization Properties of Oxygen and Hydrogen Electrodes for Reversible Solid Oxide Fuel Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Uchida
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: グランキューブ大阪(大阪市) 招待講演
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] 噴霧プラズマ法および含浸法で調製したNi-Co高分子散セリアの電極特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西田龍太
  • 学会等名: 第18回SOFC研究発表会
  • 発表場所: 科学技術館(東京)
  • 年月日: 2009-12-07
• [学会発表] 金属高分散セリアの噴霧プラズマ合成とSOFCアノード特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西田龍太
  • 学会等名: 第50回電池討論会
  • 発表場所: 京都国際会館(京都)
  • 年月日: 2009-12-01
• [学会発表] n型電子伝導性(Sr_<1-x>Ce_x)MnO_<3-δ>のSOFCカソードへの応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 植松佑太
  • 学会等名: 第50回電池討論会
  • 発表場所: 京都国際会館(京都)
  • 年月日: 2009-12-01
• [備考]
  • URL: http://erdb.yamanashi.ac.jp/rdb/A_DispInfo.Scholar/8/43A6399EA0398212.html
• [備考]
  • URL: http://erdb.yamanashi.ac.jp/rdb/A_DispInfo.Scholar/8/43A6399EA0398212.html
• [備考]
  • URL: http://www.abll.yamanashi.ac.jp/~mwatanab/index.html