AEM型水電解反応場の物質移動設計による革新的水電解槽の創出

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K20479
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0401:材料工学、化学工学およびその関連分野
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 内藤 剛大 名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任助教 (80963991)
• 研究期間 (年度): 2022-08-31 – 2024-03-31
• キーワード: 電気化学 / 水電解 / 電極触媒 / アニオン交換膜形水電解 / 溶液化学 / 中性pH

研究成果の概要

再生可能エネルギーの利活用に向け、次世代型水電解システムと考えられているAEM型水電解への中性pH電解質の適用を検討した。電解質特性の検討を通じ、AEM型水電解の性能向上に向けた電解質条件を選定した。また、電解セルの構築とそれを用いた水電解性能の評価を実施した。その結果、中性pH電解質として炭酸カリウム水溶液を用いた系を適用することで、AEM型水電解の課題の一つである安定性に関して高い性能を示すことを確認した。

自由記述の分野

触媒化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

脱炭素社会実現のための再生可能エネルギー大量導入の実現には水素の活用が必須である。中核を担う水電解装置には年間数百 GWの稼働量が求められるが、現状では数十 MWにとどまる。この差を埋めるには電解槽設置数の増加に加え、電解槽の低コスト化と水素製造速度の向上が不可欠であるが、現状では低コストと水素製造速度向上の両立は困難である。本研究で対象とした、AEM型水電解への中性pH条件の適用は、上記課題を解決しうる方策である。本研究では中性pHのAEM型水電解への高い適用可能性を示したものであり、今回の成果は再生可能エネルギー由来のクリーンな水素導入を推進するものである。