バイポーラー固体電解セルの基盤技術創製

• 研究課題/領域番号: 24H00477
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 青木 芳尚 北海道大学, 工学研究院, 教授 (50360475)
• 研究分担者: 伊藤 孝 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (10455280)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 48,100千円 (直接経費: 37,000千円、間接経費: 11,100千円); 2025年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円); 2024年度: 23,660千円 (直接経費: 18,200千円、間接経費: 5,460千円)
• キーワード: 水蒸気電解セル / グリーン水素 / バイポ―ラーイオン伝導体 / ヒドリドイオン / ヒドリドイオン伝導体 / プロトン伝導体 / 水蒸気電解

研究開始時の研究の概要

本研究では、現在唯一報告されているバイポーラーイオン伝導体BaZr1-xInxO3-δを電解質とした水蒸気電解セルを構築し、その結果自発的に形成されるH-/H+－イオニックヘテロ構造に着目する。そこで特徴的に発現する水素レドックスを介したイオン移動、および電荷空乏層形成によるリーク電流抑制効果について、電気化学計測とミュオン分光法等を組み合わせて検証する。また得られた知見を通じ、より高伝導度のバイポーラーイオン伝導ペロブスカイトを探索する。これら新規イオン伝導体をベースとしたセルでN2－H2O共電解を行い、高効率な電気化学アン
モニア合成を達成する。