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2022 年度 研究成果報告書

電極活物質の時空間制御に基づく自己修復水電解触媒の確立

研究課題

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研究課題/領域番号 20H02821
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
研究機関横浜国立大学

研究代表者

黒田 義之  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50638640)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードアルカリ水電解 / 自己修復 / ナノシート / 酸素発生反応 / ハイブリッド材料
研究成果の概要

再生可能エネルギーを用いたアルカリ水電解による水素製造では、電解の起動停止に伴う電極劣化が課題である。本研究では、ハイブリッド水酸化コバルトナノシート(Co-ns)を用いた自己修復アノード触媒の自己修復機構の解明、高活性化を検討した。Co-nsの修復は電気化学的なプロセスであり、析出速度が電解液に分散させたCo-nsの濃度と電極電位に依存する擬一次反応であることを明らかにした。また、β-FeOOHナノロッドを用いることで、高活性な自己修復触媒を達成した。Co-nsにおける有機基は、Co2+の溶存酸素による酸化を抑制し、長期にわたり修復能を維持するために有効であることを明らかにした。

自由記述の分野

無機材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

我が国が国策として目指すカーボンニュートラル、2050年のネットゼロエミッション実現に向け、化石燃料から再生可能エネルギーへの一次エネルギー転換が急務である。地域的、時間的な偏在性の高い再生可能エネルギーを有効利用するためには水電解による水素への転換が必要である。本技術は水電解装置の長寿命化、高効率化に寄与するものであり、水素の供給コスト低減に貢献することができる。水素の供給コストを低減し、石油や天然ガスとの価格競争力を持たせることで、水素社会の実現に近づくことが可能である。

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公開日: 2024-01-30  

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