2018 年度研究成果報告書

新奇二元機能電極触媒の創製と一体化再生型燃料電池の革新

研究課題

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研究課題/領域番号	16K05940
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	無機工業材料
研究機関	大分大学
研究代表者	衣本太郎大分大学, 理工学部, 准教授 (90464429)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	一体化再生型燃料電池 / 水素発生反応 / 酸素還元反応 / 二元機能電極触媒
研究成果の概要	革新型一体化再生型燃料電池の実現に向けて、チタン酸窒化物担持活性炭（TiOxNy/AC）の作製と水素発生反応と酸素還元反応への触媒活性を調べた。活性炭に酸化チタンを担持し、それをアンモニア中で熱処理することによってTiOxNy/ACを作製した。そのTiOxNyの粒径は100nm以下であった。TiOxNy/ACの水素生成反応の調査では過電圧0.1 Vで水素が生成することを世界で初めて見出し、酸素還元反応の調査ではその反応開始電位が0.7V以上であることも明らかにした。そして、革新型一体化再生型燃料電池の試作を行って、原理確認を行った。
自由記述の分野	化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	一体化再生型燃料電池は、水の電気分解で水素と酸素を製造し、それらで燃料電池として発電するCO2フリーの自立型発電機であるが、貴金属を多量に使うなどその実現の難度は高い。本研究では、貴金属を一切使用しないチタン酸窒化物担持活性炭が水素発生反応と酸素還元反応の両方に触媒活性を持つことを世界で初めて実証した。その成果の学術的・社会的意義は大きい。また、それを使った革新型一体化再生型燃料電池の原理確認を行った成果はSDGsに対する貢献として社会的意義が大きいと言える。