| 研究課題/領域番号 |
21K04783
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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 |
黒木 秀記 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (70716597)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ギ酸塩酸化触媒 / コアシェル / ナノネットワーク / 触媒層 / アニオン交換膜形燃料電池 / 液体燃料 / 担体フリー / アニオン交換膜型燃料電池 / 固体アルカリ燃料電池 / パラジウム(Pd) / 膜電極接合体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在、再生可能エネルギーを大規模利用する社会へのシフトが推進されている。その中で、輸送・貯蔵に適し、電気化学的に再生可能なギ酸塩を燃料としたギ酸塩水溶液直接型固体アルカリ燃料電池(DF-SAFC)が着目されている。しかしながら、DF-SAFCの高性能化を実現するためには、革新的なギ酸塩酸化触媒が必要不可欠である。本研究は、触媒材料からデバイスまで考慮した設計を基に、高いギ酸塩酸化活性と低い物質移動抵抗を両立する新規Pd系コアシェル型ナノネットワーク触媒・触媒層の設計開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、ギ酸塩水溶液を燃料に用いる固体アルカリ燃料電池(DF-SAFC)の高性能化に向けて、Pd系コアシェル型ナノネットワークを基盤としたギ酸塩酸化反応(FOR)触媒、及びアノード触媒層の設計・開発を目的とした。合成条件を調整し、ナノ粒子連結ネットワーク表面のPd構造を制御することで、触媒表面構造とFOR活性の関係性について有用な知見を獲得した。開発した触媒はDF-SAFCのアノード触媒層に初めて適用し、膜電極接合体での評価から担体フリー中空カプセル触媒層の有用性を示唆した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は、高性能DF-SAFCアノード触媒・触媒層を開発する上で有用な知見や設計指針を提供するものである。本研究のアプローチは、他の液体燃料酸化触媒・アノード触媒層の設計開発に対しても有効であり、研究の更なる展開が見込める。この様に、本研究で得られた成果は、昨今のエネルギー問題に貢献でき、持続可能なカーボンニュートラル社会実現の一助になると期待される。
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