金属酸化物系カソード触媒を用いた新規アルカリ形燃料電池の開発

• 研究課題/領域番号: 21750193
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 同志社大学
• 研究代表者: 齋藤 守弘 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (20408719)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2009年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 電池 / 燃料電池 / アルカリ形燃料電池

研究概要

白金フリーなアニオン交換膜形燃料電池(AMFC)の構成に向けて、ペロブスカイトや酸化物ナノシート構造体等のカソード触媒の創成とそれらの酸素還元反応(ORR)活性及びAMFC発電特性を評価した。その結果、炭素担持ペロブスカイトLa_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3/KBにて最も高い活性(ORR開始電位:0.9V vs.RHE、四電子還元選択率:>90%)を示し、最大約92mW cm^<-2>の高出力を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of Carbon Dioxide on the Performance of Anion-Exchange Membrane Fuel Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Minoru Inaba
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 79巻 ページ: 322-325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Carbon Dioxide on the Performance of Anion-Exchange Membrane Fuel Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Yu Matsui, Yu Matsui, Morihiro Saito, Akimasa Tasaka, Minoru Inaba
  • 雑誌名: ECS Trans. 25, No.13 ページ: 105-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrocatalytic Activities of Trirutiles Based on MTaO_6(M=Co, Ni, Mg)for Oxygen Reduction Reaction (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Konishi
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 421-422巻 ページ: 459-462
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxygen Reduction Reaction Activity of the Pyrochlore Oxide Electrocatalysts Prepared by Precipitation Method (2010)
  • 著者名/発表者名: Hideki Kawai
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 421-422巻 ページ: 479-482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Carbon Dioxide on the Performance of Anion-Exchange Membrane Fuel Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Yu Matsui
  • 雑誌名: ECS Transactions 25巻 ページ: 105-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxygen Reduction Electrode Properties of Oxide Nanosheet-Based Materials (2009)
  • 著者名/発表者名: Naotaka Ohno, Yuya Akeboshi, Morihiro Saito, Jun Kuwano, Hidenobu Shiroishi, Toyoki Okumura, Yoshiharu Uchimoto
  • 雑誌名: Topics in Catalysis 52 ページ: 903-911
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrocatalytic Activity of the Pyrochlores Ln_2M_2O_<7-δ>(Ln=Lanthanoid)for Oxygen Reduction Reaction (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Konishi
  • 雑誌名: Topics of Catalysis 52巻 ページ: 896-902
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxygen Reduction Electrode Properties of Oxide Nanosheet-Based Materials (2009)
  • 著者名/発表者名: Naotaka Ohno
  • 雑誌名: Topics of Catalysis 52巻 ページ: 903-911
  • 査読あり
• [学会発表] マンガン酸化物系酸素還元触媒の創製とアニオン交換膜形燃料電池カソードへの応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 見子拓也
  • 学会等名: 電気化学会第78回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学常盤台キャンパス(紙上開催)
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] マンガン酸化物系カソード触媒を用いたアニオン交換膜形燃料電池の研究開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤守弘
  • 学会等名: FC EXPO 2011
  • 発表場所: 東京ビッグサイト(東京都)
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] Development of manganese oxide-based cathode catalysts for anion-exchange membrane fuel cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Morihiro Saito, Masato Akiyoshi, Tatsuya Takakuwa, Yu Matsui, Akimasa Tasaka, Minoru Inaba, Takeo Hatai, Jun Kuwano
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] Development of Manganese Oxide-based Cathode Catalysts for Anion-exchange Membrane Fuel Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Morihiro Saito
  • 学会等名: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Hilton Hawaiian Village(USA)
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] アニオン交換膜形燃料電池の構成に向けたマンガン酸化物系カソード触媒の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高桑達哉
  • 学会等名: 第51回電池討論会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター(愛知県)
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] Manganese Oxide-Based Cathode Catalysts for Alkaline Membrane Fuel Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Morihiro Saito, Masato Akiyoshi, Tatsuya Takakuwa, Yu Matsui, Akimasa Tasaka, Minoru Inaba, Takeo Hatai, Jun Kuwano
  • 学会等名: 61st Annual ISE Meeting
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] Manganese Oxide-Based Cathode Catalysts for Alkaline Membrane Fuel Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Morihiro Saito
  • 学会等名: 61st Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: Nice Acropolis (France)
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] マンガン酸化物系酸素還元触媒の創成とアニオン交換膜形燃料電池カソードへの応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤守弘
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: 山梨大学甲府キャンパス(山梨県)
  • 年月日: 2010-09-18
• [学会発表] マンガン酸化物系カソード触媒を用いたアニオン交換膜形燃料電池の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤守弘
  • 学会等名: 平成22年度燃料電池関連触媒研究会 第3回新電極触媒シンポジウム&宿泊セミナー
  • 発表場所: 伊東温泉 山喜旅館(静岡県)
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Development of Anion-exchange Membrane Fuel Cells with Metal Oxide-based Cathode Catalysts (2010)
  • 著者名/発表者名: Morihiro Saito, Masato Akiyoshi, Tatsuya Takakuwa, Yu Matsui, Akimasa Tasaka, Minoru Inaba, Takeo Hatai, Jun Kuwano
  • 学会等名: NIMS Conference 2010
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] Development of Anion-exchange Membrane Fuel Cells with Metal Oxide-based Cathode Catalysts (2010)
  • 著者名/発表者名: Morihiro Saito
  • 学会等名: NIMS Conference 2010
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城県)
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] 金属酸化物系カソード触媒を用いたアニオン交換膜形燃料電池に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 畑井健雄
  • 学会等名: 第17回燃料電池シンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
• [学会発表] アニオン交換膜形燃料電池の発電特性に及ぼす二酸化炭素の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松井雄
  • 学会等名: 第50回電池討論会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2009-11-30
• [学会発表] Hidenobu Shiroishi, Yoshiharu Uchimoto, Development of Metal Oxide-Based Cathode Catalysts for Alkaline Membrane Fuel Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Kozue Kikuchi, Morihiro Saito, Naotaka Ohno, Takeo Hatai, Yoshinobu Saito, Takayuki Konishi, Hideki Kawai, Jun Kuwano
  • 学会等名: ACEPS-4
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] Development of Metal Oxide-Based Cathode Catalysts for Alkaline Membrane Fuel Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤守弘
  • 学会等名: ACEPS-4
  • 発表場所: National Taiwan University of Science and Technology(台湾)
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] アニオン交換膜形燃料電池の発電特性に及ぼすCO_2の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤守弘
  • 学会等名: 平成21年度燃料電池関連触媒研究会 第2回新電極触媒シンポジウム&宿泊セミナー
  • 発表場所: (財)加藤科学振興会軽井沢研修所(長野県)
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] Influence of Carbon Dioxide on The Performance of Anion-Exchange Membrane Fuel Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Yu Matsui
  • 学会等名: 216th ECS Meeting
  • 発表場所: Austria Center Vienna(オーストリア、ウィーン)
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] Hidenobu Shiroishi, Yoshiharu Uchimoto, Development of Alkaline Membrane Fuel Cells with Metal Oxide-Based Cathode Catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: Kozue Kikuchi, Morihiro Saito, Naotaka Ohno, Takeo Hatai, Yoshinobu Saito, Takayuki Konishi, Hideki Kawai, Jun Kuwano
  • 学会等名: PBFC2009
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2009-08-04
• [学会発表] Development of Alkaline Membrane Fuel Cells with Metal Oxide-Based Cathode Catalysts (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤守弘
  • 学会等名: PBFC2009
  • 発表場所: 横浜シンポジア(神奈川県)
  • 年月日: 2009-08-04
• [学会発表] 金属酸化物ナノシート基質電極触媒の酸素還元特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高井幸彦
  • 学会等名: 第16回燃料電池シンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2009-05-12
• [図書] Oxide Cathode Electrocatalysts for Fuel Cells, in Electrical Phenomena at Interfaces and Biointerfaces : Fundamentals and Applications in Nano-, Bio-, and Environmental Sciences (2011)
  • 著者名/発表者名: Morihiro Saito, Jun Kuwano
  • 出版者: John Wiley & Sons, Inc.(in press)
• [図書] Electrical Phenomena at Interfaces and Biointerfaces : Fundamentals and Applications in Nano-, Bio-, and Environmental Sciences (2011)
  • 著者名/発表者名: Morihiro Saito
  • 出版者: John Wiley & Sons, Inc.(刊行確定)
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://kenkyudb.doshisha.ac.jp/rd/search/researcher/109196/index-j.html