600℃で稼働しDMEを燃料とするプロトン導電性酸化物型燃料電池のアノードの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560706
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 竹内 謙 東京理科大学, 基礎工学部, 准教授 (80339134)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 燃料電池材料

研究概要

本研究では、より安価な高性能アノード触媒(R-MnO2)の開発を目指した。このアノード触媒の発現機構を解明するために、交流インピーダンス解析と、中性子散乱測定を併用して解析を行った。その際に、比較のために、他の結晶系のMnO2に関しても同様の測定を行った。その結果、このR-MnO2特有の構造(特有の酸素-酸素間距離)が、水素導電性を向上させており、そのために、これをアノード触媒として使用した場合の燃料電池性能が上がっていることが分かった

研究成果

• [雑誌論文] Effect of crystal structure of manganese dioxide on response for electrolyte of a hydrogen sensor operative at room temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideki Koyanaka, Yoshikatsu Ueda, Ken Takeuchi and Alexander I. Kolesnikov
  • 雑誌名: Sensors & Actuators B: Chemical 巻: Vol. 183 ページ: 641-647
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton conducton in eletrolyte made of managenese dioxide for hydrogen gas sensor (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideki Koyanaka, Yoshikatsu Ueda, Ken Takeuchi and Alexander I. Kolesnikov
  • 雑誌名: Proceedings of IMCS 2012-The 14thInternational Meeting on Chemical Sensors ページ: 497-499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kolesnikov and Hideki Koyanaka, Electrochemical property of proton-conductive manganese dioxide for sensoring hydrogen gas concentration (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshikatsu Ueda, Yomei Tokuda, Toshinobu Yoko, Ken Takeuchi, Alexander I
  • 雑誌名: Solid State Ionics 巻: Vol225 ページ: 282-285
  • 査読あり
• [雑誌論文] irect-DME SOFC for Intermediate Operation Temperature Using Proton Conductor as the Electrolyte (2011)
  • 著者名/発表者名: Ken Takeuchi, Rouske Tai, Koichi Ui, Kenjiro Fujimoto, Sigeru Ito, Hideki Koyanaka and N. Koura
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: Vol.35 ページ: 2755-2759
• [雑誌論文] Electrochemical Property of Manganese Dioxide Electrolyte for Sensoring Hydrogen Gas Concentration Chemical Sensors (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshikatsu Ueda, Hideki Koyanaka, Yomei Tokuda and Ken Takeuchi
  • 雑誌名: Supplement A 巻: Vol.27 ページ: 121-123
• [雑誌論文] Local crystal structure of nano-manganese-oxide gold adsorbent (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Iikubo, Hideki Koyanaka, Shin-ichi Shamoto, Ken Takeuchi, Shinji Kohara, Katsuaki Kodama and Chun-Keung Loong
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 巻: Vol.71 ページ: 1603-1608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Property of Hydrogen Gas Sensor Using a Manganese Dioxide Electrolyte (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshikatsu Ueda, Masahiko Tsujimoto, Hideki Koyanaka, Ken Takeuchi and Yomei Tokuda
  • 雑誌名: Chemical Sensors 巻: Vol.26 ページ: 31-33
• [学会発表] Conversion of CH4 Into H2 At 300℃ Using Pd/MnO2Catalyst Made With An Effect of Water Oxidation (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideki Koyanaka, Ken Takeuchi and Alexander I.Kolesnikov
  • 学会等名: 224th ECS Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20131027-1101
• [学会発表] 高純度ラムズデライト型二酸化マンガンによる水分子の酸化分解反応に基づく電子とプロトンおよび酸素の発生と貴金属微粒子析出を伴う充放電サイクル (2013)
  • 著者名/発表者名: 古屋仲秀樹、竹内 謙、Alexander I.Kolesnikov
  • 学会等名: 電気化学会第80回大会
  • 発表場所: 東北大学、仙台
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] Proton conduction in electrolyte made of manganese dioxide for hydrogen gas sensor (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideki Koyanaka, Yoshikatsu Ueda, Ken Takeuchi, and Alexander I.Kolesnikov
  • 学会等名: IMCS 2012 - The 14thInternational Meeting on Chemical Sensors
  • 発表場所: Nurnberg/Nuremberg, Germany
  • 年月日: 20120520-23
• [学会発表] Development of the Solid Oxide Fuel Cell Operated at Intermediate-temperature for Direct Utilization of Dimethylether Fuel (2012)
  • 著者名/発表者名: Ken Takeuchi, Koichi Ui, Kenjiro Fujimoto, Shigeru Ito, Nobuyuki Koura, C.-K. Loong and Hideki Koyanaka
  • 学会等名: 2012 (3rd) Taiwan-Japan Symposium on Polyscale Technologies for Biomedical Engineering and Environmental Sciences(PT-BMES 2012)
  • 発表場所: National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 2012-09-05
• [学会発表] パラジウムのナノ粒子を化学析出させた酸化マンガン触媒を用いたメタンガスの水素ガスへの直接変換 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古屋仲秀樹、辻本将彦、草野圭弘、竹内謙
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成23年度春季大会(第107回講演大会)
  • 発表場所: 早稲田大学、東京
  • 年月日: 2011-06-01
• [学会発表] Direct-DME SOFC for Intermediate Operation Temperature Using Proton Conductor as the Electrolyte (2011)
  • 著者名/発表者名: Ken Takeuchi, Ryosuke Tai, Koichi Ui, Kenjiro Fujimoto, Shigeru Ito, Hideki Koyanaka and Nobuyuki Koura
  • 学会等名: 219th ECS Meeting
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2011-05-06
• [学会発表] 水素濃度計測用MnO2電解質の電気化学的特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上田義勝 、 古屋仲秀樹 、徳田陽明 、竹内 謙
  • 学会等名: 電気化学会第78回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学、横浜
  • 年月日: 2011-03-31
• [学会発表] Solid Oxide Fuel Cell for Direct Utilization of DME at Intermediate Temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken Takeuchi, Ryosuke Tai, Koichi Ui, Kenjiro Fujimoto, Shigeru Ito, Hideki Koyanaka and Nobuyuki Koura
  • 学会等名: Asian SOFC Symposium
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20100905-07