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リン酸塩ガラス電解質燃料電池の高性能化開発

研究課題

研究課題/領域番号 25871187
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 無機材料・物性
構造・機能材料
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

鷲見 裕史  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 無機機能材料研究部門, 主任研究員 (80613257)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード燃料電池 / ガラス / 電気化学 / 省エネルギー技術 / エネルギー変換プロセス
研究成果の概要

本研究では、30 mol%MO-70 mol%P2O5(M = Ba, Zn)ガラスにおいて、添加元素や合成温度がリン酸構造やプロトン伝導性に及ぼす影響について調べた。合成温度を1000℃から800℃に下げたところ、含水率の増加に伴って可動プロトン濃度が上昇した。また、BaをZnで置換するとリン酸分岐構造から直鎖構造に変化し、プロトン移動度が向上した。800℃で合成した30ZnO-70P2O5ガラスの導電率は、250℃で1×10-3 S/cm に達した。この電解質をPt/C電極上に直接成膜する新しい手法で燃料電池を作製し、200℃で従来の6倍の出力密度である1.2 mW/cm2が得られた。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Proton Conduction of MO-P2O5 Glasses (M = Zn, Ba) Containing a Large Amount of Water2015

    • 著者名/発表者名
      H. Sumi, Y. Nakano, Y. Fujishiro, T. Kasuga
    • 雑誌名

      Solid State Science

      巻: 45 ページ: 5-8

    • DOI

      10.1016/j.solidstatesciences.2015.04.009

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Correlation between Protonic Conductivity and Structure of Phosphate Glasses for Intermediate Temperature Fuel Cells2013

    • 著者名/発表者名
      H. Sumi, Y. Fujishiro, T. Oine, T. Kasuga
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 50(27) 号: 27 ページ: 187-191

    • DOI

      10.1149/05027.0187ecst

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proton Conductivities and Structures of BaO-ZnO-P2O5 Glasses in the Ultraphosphate Region for Intermediate Temperature Fuel Cells2013

    • 著者名/発表者名
      H. Sumi, Y. Nakano, Y. Fujishiro, T. Kasuga
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 38 号: 35 ページ: 15354-15360

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2013.09.087

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] リン酸塩ガラスのプロトン伝導度に及ぼす添加元素の影響2015

    • 著者名/発表者名
      鷲見 裕史
    • 学会等名
      2015年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      埼玉工業大学(埼玉県)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プロトン伝導性リン酸塩ガラス電解質を用いた中温作動燃料電池の開発2014

    • 著者名/発表者名
      鷲見 裕史
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 作製条件の異なるリン酸亜鉛ガラスのプロトン伝導性

    • 著者名/発表者名
      中野雄貴, 前田浩孝, 中山将伸, 春日敏宏, 鷲見裕史, 藤代芳伸
    • 学会等名
      第46回東海若手セラミスト懇話会 2013年夏期セミナー
    • 発表場所
      ホテル犬山館(愛知)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 中温作動燃料電池向けリン酸塩ガラス電解質の開発

    • 著者名/発表者名
      鷲見裕史, 藤代芳伸, 中野雄貴, 春日敏宏
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第26回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      信州大学(長野)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] MO-P2O5ガラス(M=Zn, Ba)の構造とプロトン伝導性

    • 著者名/発表者名
      鷲見裕史
    • 学会等名
      第39回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      くまもと県民交流館パレア(熊本)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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