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2024 年度 研究成果報告書

微粒子ナノ構造化技術による燃料電池触媒層の細孔ネットワークエンジニアリング

研究課題

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研究課題/領域番号 23K13590
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分27010:移動現象および単位操作関連
研究機関広島大学

研究代表者

平野 知之  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (40963674)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
キーワード固体高分子形燃料電池 / 火炎噴霧熱分解法 / 火炎法 / 酸化物 / マクロポーラス粒子 / エアロゾル / 細孔制御 / 耐久性
研究成果の概要

本研究は,「高耐久」に加えて「高性能」な酸化物担体を使用した燃料電池触媒を実現するために,酸化物の形態を精密に制御し,ガスの拡散や生成水の排出を促進する適切な細孔ネットワークの触媒層内への形成を行った。噴霧火炎を用いてビルディングブロックとなる酸化物ナノ粒子担体を合成し,それを用いてマクロポーラス微粒子を合成した。マクロポーラス構造を持つ酸化物触媒担体を利用することで,加圧プロセス後の触媒層にも適切な細孔ネットワークを維持できることが明らかとなった。また,バインダーを適切に使用することでマクロポーラス粒子の機械的耐久性を制御でき,触媒層の空隙率を最適化できることを確認した。

自由記述の分野

微粒子工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,火炎を用いた独自の微粒子構造化技術を用いて,燃料電池用酸化物触媒担体の細孔ネットワーク制御を実施し,固体高分子形燃料電池の耐久性と性能の向上を実現した。特に,担体微粒子に緻密に設計した細孔構造を付与することにより,加圧プロセス後の触媒層の細孔構造を制御可能になった。これらの研究成果は,触媒層の細孔を制御することを目的として,電極触媒の粒子設計に関する新たな知見となる。

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公開日: 2026-01-16  

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