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プロトン伝導性アノード酸化膜を新規電解質とする中温燃料電池の創製

研究課題

研究課題/領域番号 24360298
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関北海道大学

研究代表者

幅崎 浩樹  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50208568)

研究分担者 青木 芳尚  北海道大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50360475)
辻 悦司  北海道大学, 大学院工学研究院, 助教 (80610443)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2013年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2012年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
キーワード燃料電池 / プロトン伝導体 / アノード酸化 / 水素透過膜 / プロトン伝導 / イオニクス / ナノ薄膜 / 中温燃料電池 / 水素透過 / プロトン伝導膜 / 固体電解質 / 水素膜燃料電池
研究成果の概要

研究代表者が見出した200℃程度で実用的な固体電解質となりうるプロトン伝導性アノード酸化ZrO2-WO3およびZrO2-WO3-SiO2ナノ薄膜を用いた膜・電極接合体(MEA)の研究開発を行うとともに,プロトン伝導膜の伝導率を更に向上させるアノード酸化条件について検討を行った。ナノ薄膜を支持するアノードとして水素透過膜アノードを提案し,これを用いたMEAの作成プロセスを数種類検討した結果,発電に成功した。また,アノード酸化過程で脱水反応を抑制することで,プロトン伝導率を一桁近く向上させることにも成功した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Gas sensing properties of the nanostructured anodic Zr-W oxide film2014

    • 著者名/発表者名
      R. M. Vazquez, A. Mozalev, R. Calavia, F. Gispert-Guirado, X. Vilanova, H. Habazaki and E. Llobet
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B

      巻: 204 ページ: 588-595

    • DOI

      10.1016/j.snb.2014.08.014

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Compositional dependence of the proton conductivity of anodic ZrO2-WO3-SiO2 nanofilms at intermediate temperatures2013

    • 著者名/発表者名
      K. Ye, Y. Aoki, E. Tsuji, S. Nagata, H. Habazaki
    • 雑誌名

      Journal of the Electrochemical Society

      巻: 160 号: 9 ページ: F1096-F1102

    • DOI

      10.1149/2.120309jes

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High proton conductivity in anodic ZrO2-WO3 nanofilms2013

    • 著者名/発表者名
      K. Ye, Y. Aoki, E. Tsuji, S. Nagata, H. Habazaki
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 50 号: 27 ページ: 193-201

    • DOI

      10.1149/05027.0193ecst

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Proton Conductivity in Anodic ZrO_2-WO_3-SiO_2 Nanofilms2013

    • 著者名/発表者名
      Ke Ye
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アノード酸化ZrO2-WO3-SiO2膜のプロトン伝導性に及ぼす アノード酸化条件の影響2015

    • 著者名/発表者名
      514.坂下良介,辻悦司,青木芳尚,幅崎浩樹
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2015年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学,札幌
    • 年月日
      2015-01-27 – 2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 燃料電池用水素透過膜アノード/プロトン伝導性ZrO2-WO3電解質膜接合体の作製2014

    • 著者名/発表者名
      大庭博司,青木芳尚,辻悦司,幅崎浩樹
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学 (札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 機能性非平衡物質の創製と界面電気化学プロセスの解析2013

    • 著者名/発表者名
      幅崎浩樹
    • 学会等名
      第80回電気化学会講演大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)(招待講演)
    • 年月日
      2013-03-31
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] プロトン伝導性ZrO_2-WO_3アノード酸化ナノ薄膜を電解質とする薄膜燃料電池作製の試み2013

    • 著者名/発表者名
      大庭博司
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2013年冬季研究発表
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2013-01-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] High proton conductivity of amorphous ZrO2-WO3-SiO2 nanofilms at intermediate temperatures2013

    • 著者名/発表者名
      H. Habazaki, K. Ye, Y. Aoki, E. Tsuji, S. Nagata
    • 学会等名
      19th International Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center(京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 金属のアノード酸化皮膜: その生成プロセスと機能2013

    • 著者名/発表者名
      幅崎浩樹
    • 学会等名
      資源・素材2013
    • 発表場所
      北海道大学 (札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Enhanced Proton Conductivity by Hydrogenation in Anodic ZrO2-WG3-SiO2 Nanofilms2012

    • 著者名/発表者名
      Ke Ye
    • 学会等名
      PRiME2012
    • 発表場所
      ハワイ・コンベンションセンタ(ホノルル・米国)
    • 年月日
      2012-10-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Proton conductivity of anodic ZrO2-WO3-SiO2 nanofilms2012

    • 著者名/発表者名
      Ke Ye
    • 学会等名
      nth Asian Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2012-07-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://labs._eng._hokudai._ac._jp/labo/elechem/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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