| 研究課題/領域番号 |
19K05674
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| 研究機関 | 大分大学 |
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研究代表者 |
衣本 太郎 大分大学, 理工学部, 准教授 (90464429)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 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 |
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| 研究実績の概要 |
当初の研究計画にしたがい、2020年度はチタン酸窒化物担持活性炭の組成や性状と水素発生反応（HER）HERおよび酸素還元反応（ORR）への触媒活性との相関に基づいて、協力関係にある企業からの助力を得て、革新型一体化再生型燃料電池の動作が可能となるように研究開始時に対して4倍以上の活性をもつチタン酸窒化物担持活性炭の開発に着手した。
チタン酸窒化物担持活性炭を、メーカーから提供を受けたヤシ殻粉末状活性炭に、フッ化チタン酸アンモニウム水溶液とホウ酸水溶液を用いてTiO2粒子を担持させ、アンモニア気流中で加熱処理する熱窒化処理により作製した。昨年度の成果を元に、チタン酸窒化物の担持率が15wt%であるチタン酸窒化物担持活性炭を作製し、熱窒化温度と酸素還元反応（ORR）への触媒活性の関係について調べた。
水素発生反応への触媒活性については、昨年度測定機器の不具合が判明し、新型コロナウイルスの影響もあってその修理作業に長時間を要したが、測定ができる状態までリカバリーでき、活性点を増加させる方法について着手した。
酸素還元反応の触媒活性は、回転電極法を用いて明らかにした。その結果、熱窒化温度と窒素導入割合および反応開始電位に相関があることがわかった。最も高い反応開始電位を示した条件は900℃での窒化処理品で、窒素導入割合はほぼ１、反応開始電位は可逆水素電極基準で0.7 V程度であった。この0.4 Vでの容量あたりの電流密度は窒化処理温度と相関があるような傾向が見出されており、来年度も研究を進め、研究計画の達成に取り組んでいく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
酸素還元反応の調査については、順調に計画通り進んでいる。一方、2019年度に水素発生反応の調査におけるガスクロマトグラフィーおよび測定システムの不具合が判明し、新型コロナウイルスの影響もあって機器の修理等のリカバリーに長時間要したが、リカバリーできている。
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| 今後の研究の推進方策 |
水素発生反応への研究について、機器の不具合が解消され、酸素還元反応の調査は問題無く進めることができているので、今後鋭意進めていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究に必須のガスクロマトグラフィーに不具合が生じ、点検と修理費用を見込んでいたが、想定より少し残が生じた。また、新型コロナウイルス感染拡大により出張等が叶わず、旅費を執行しなかった。人件費についても執行する必要がなかった。使用計画として、物品費として使用することを計画している。
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