| 研究課題/領域番号 |
13134202
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| 研究種目 |
特定領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
山崎 陽太郎 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (50124706)
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| 研究分担者 |
北村 房男 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助教授 (00224973)
北本 仁孝 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (10272676)
脇 慶子 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助教授 (70312999)
谷山 智康 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 講師 (10302960)
早瀬 仁則 東京理科大学, 理工学部, 講師 (70293058)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2005
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| キーワード | DMFC / メタノール / エタノール / 非白金系触媒 / マイクロファブリケーショ / 直接アルコール形 / アニオン交換膜 / MEMS |
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| 研究概要 |
本計画研究D01班は、本特定領域研究の中で、システム化に関する研究を行った。また、電解質膜材料開発を行うA01班、触媒/電極材料の研究を行うB01班、および膜/電極接合体(MEA)の研究を行うC01班を支援するための各種計測および特殊な分析技術を開発した。ここで開発された、集束イオンビーム加工観察装置(FIB)を使いMEAの断面試料を作製し、これを走査型および透過型電子顕微鏡で観察する手法は、複合材料における相界面の観察および電解質膜と触媒層の界面構造を明らかにし、本プロジェクト遂行における効率化に貢献した。
システム化は、(1)メタノールに代わる人体に安全な燃料電池用燃料として、エタノールの検討、(2)従来のナフィオンに代表される酸性電解質膜に対して、各種の利点を持つ塩基性電解質膜を使った直接形アルコール燃料電池の検討、また(3)DMFCのさらなる小型化を進めるための、マイクロファブリケーション技術を使ったMEMS形単セルの超小型化、について行われた。(1)のエタノール燃料による燃料電池発電では、メタノールの場合とほぼ同等の出力は出るものの、中間酸化体のアセトアルデヒドを経由して酢酸で、電極反応が停止した。従って、エタノールを燃料とする場合には、酢酸の分離回収あるいは分解を考える必要があることが明らかとなった。(2)では塩基性電解質膜を用いて燃料電池を構成し、各種の発電特性を調べた。その結果、銀などの非白金系触媒を用いて十分な出力が得られることが確認できた。塩基性電解質膜によるMEAの作製では、イオン交換膜材料に整合する触媒担持カーボン微粒子のバインダーを開発する必要があることが明らかとなった。(3)ではリソグラフィー、ウェットエッチング、およびドライエッチング等を用いて2種類のMEMS形DMFC単セルを作製した。同方法により、現在のDMFCのサイズを一桁下げることが可能であることが実証できた。
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