| 研究課題/領域番号 |
24651073
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
梅田 実 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (20323066)
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| 研究分担者 |
白仁田 沙代子 長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (90580994)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| キーワード | 二酸化炭素還元 / 電極触媒 / 膜電極接合体 / 燃料電池単セル / 燃料電池発電 / 水素二酸化炭素燃料電池 / 質量分析 / 水素 |
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| 研究概要 |
二酸化炭素の電気化学的還元に関する標準電極電位は-0.2 ～+0.2 V vs NHEであるのに対して，実質的に1.5～2 Vの大きな過電圧を要している。当研究グーループは，膜電極接合体を用いた場合に，容易に二酸化炭素の還元を生ずることを見出している。この知見を基に，二酸化炭素を反応物として使用する燃料電池への展開を図る。まず，オンライン質量分析の導入を行った。膜電極接合体を組み込んだ単セルに質量分析装置を直結して，排出ガスの分析が行えるようにした。単セルの運転条件をパラメータとして変化させ，それに対する生成物の変化を把握することを目的とする。一連の測定を行い，定性実験は可能なレベルとなったが，定量に関する経時変動については，今後の改良課題とする。次いで，膜電極接合体を組み込んだ単セルのアノードに水素ガス，カソードに二酸化炭素ガスを導入しながら燃料電池としての発電試験を行った。単セル温度を室温から80℃の間で変えてI-VならびにI-P特性を測定した。その結果，室温で発電が認められ，このことは上述した標準電極電位近傍で二酸化炭素が還元され，水素ガス酸化が逆反応として作用し，全体として燃料電池発電に結びついたと考察される。さらに，セル温度を上昇させると発電性能の向上が認められ，二酸化炭素還元反応は温度上昇に伴い反応速度が上昇する様子が伺われる。また，水素二酸化炭素燃料電池発電を行いながらの生成物オンライン分析を実施した。二酸化炭素還元極の電極触媒にPt/CおよびPt-Ru/Cを用いて生成物を調べた結果，Pt/CよりもPt-Ru/Cの方がセル外に排出されるアルコール生成物量が一桁以上多くなることが分かった。
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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
セルからの排ガス分析をオンライン質量分析で行えるようになった。また，H2-CO2燃料電池としての発電特性の評価をPtカソードをモデルに行った。さらに，カソード電極触媒についてPt/CとPtRu/Cとで比較検討をおこない，生成物の相違について知見を得た。このように，ほぼ当初の計画どおりに研究を遂行している。
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| 今後の研究の推進方策 |
(1)各種電極触媒を用いた二酸化炭素還元の研究，(2)左記電極触媒を使用する単セルの燃料電池発電特性の測定，(3)当該単セルにおける生成物の分析を行う。研究計画の変更はない。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
該当なし
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