ＣＯ２の電気還元反応プロセスにおける多孔質電極の最適設計

• 研究課題/領域番号: 24686088
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 井上 元 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40336003)
• 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: 21,060千円 (直接経費: 16,200千円、間接経費: 4,860千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2013年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2012年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
• キーワード: 多孔質電極 / 電気化学 / 速度解析 / 過電圧 / 電解合成 / 電解析出 / 物質輸送 / 電気化学反応 / 反応工学 / モデル化 / 輸送現象 / 化学工学 / 反応・分離工学

研究成果の概要

電気化学反応システムは環境適用性の点から期待され，有機物質の酸化還元プロセス，また同様のシステムとしてバナジウムレドックスフローバッテリー（ＶＲＦＢ）が注目されている．本研究では種々の電極やプロセスを用いて多孔質電極構造と電解特性の相関を検証した．最終的に異相系反応であるCO2電解還元反応にも適用できる統一的な知見を得ることを目的とし、以下の成果を得た。VRFB多孔質電極表面の電極活性評価と速度解析を行い、また各分極分離の手法を検討し、電極構造の改良指針の提案が可能になった。また水素気泡鋳型電解析出法による銅電極の多孔質化も行い、イオン交換樹脂の被覆制御により種々の構造作製が可能となった。

研究成果

• [学会発表] バナジウムレドックスフローバッテリーの過電圧に及ぼす炭素電極構造の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢田部 翔多・井上 元・河瀬 元明
  • 学会等名: 第17回化学工学会学生発表会（徳島大会）
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2015-03-07
• [学会発表] バナジウムレドックスフローバッテリーにおける炭素繊維電極の高性能化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大津啓幸，井上元，河瀬元明
  • 学会等名: 第16 回 化学工学会学生発表会（堺大会）
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] Evaluation of Effective Electrical Conductivity of Carbon Electrode with Porous Metal Collector (2012)
  • 著者名/発表者名: G. Inoue, S. Abe, Y. Fan, Y. Matsukuma, and M. Minemoto
  • 学会等名: ECS 222nd meeting-PRiME2012
  • 発表場所: Hilton Hawaiian Village, Honolulu, United States
  • 年月日: 2012-10-09