| 研究課題/領域番号 |
21K04981
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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32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
立川 雄也 九州大学, 工学研究院, 准教授 (70587857)
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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 |
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 固体酸化物セル / 燃料電池 / 水蒸気電解 / 電気化学インピーダンス / 表面化学 / 電気化学 / イオン伝導性酸化物 / プロトン伝導性固体酸化物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プロトン伝導性固体酸化物の表面での反応特性の解明に着目して研究を行う。本研究では、表面素反応に着目してこの材料の表面特性を明らかにするため、電気化学インピーダンス法の緩和時間分布に着目した計測手法を用いて電気化学セルの作動特性評価を吸脱着と拡散に着目して実施する。プロトン伝導性固体酸化物表面の界面化学・電気化学特性の解明を目指し、その成果を活かした次世代高効率エネルギーシステム創出へつなげる。
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| 研究成果の概要 |
高温でイオン伝導性を有する固体酸化物材料のうちプロトン伝導性を有する材料の表面特性を明らかにするため電気化学インピーダンス法の緩和時間分布解析・計測手法によって電気化学セルの作動特性評価を明らかにする研究を行った。一部測定に課題は残ったもののイオン伝導性材料由来の電気化学特性の違いを明らかにするため燃料電池および水蒸気電解での特性評価を行なった結果、従来材料を用いたセルの課題であった電解質由来の性能低下を異なったイオン伝導性材料を用いることで一定程度克服できた。前述の電気化学インピーダンス法の緩和時間分布に着目した計測手法によって特性の詳細な分析と比較が行えることが本研究でも実証できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体酸化物材料は燃料電池や水蒸気電解などの電気化学エネルギー変換技術の核となる材料であり、その新規材料開発ならびに本研究で着目した材料の有する特性の評価解析を進める分析手法の技術向上は、今後のさらなる技術革新を進め学術的理解を深める上で、学術的に意義がある。また、上記材料の用いられるデバイスはエネルギーの脱炭素化とエネルギー利用の高効率化・高性能化を進める上で社会的に注目されており、本研究成果の展開による社会的な貢献も期待できる。
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