水素発生触媒・燃料電池研究グループ

水素エネルギーの高効率な製造、貯蔵、利用技術確立を目指し、再生可能エネルギーから得た電力で水素を生成し、電力の必要な時は水素を用いて発電のできる、一台二役のリバーシブル(可逆作動)燃料電池の研究開発を行っています。特に固体酸化物セルと呼ばれるセラミックス型の燃料電池に注目し、エネルギー変換効率向上を図ります。

細孔構造が制御され様々な形態に加工可能な炭素系多孔質材料を合成し、水素エネルギーの高効率な製造、貯蔵、利用技術確立に役立てます。
細孔サイズや形態を制御することで、水素発生触媒の担体、燃料電池の電極触媒、水素分離膜などとして用いることを目指します。

アンモニアは水素貯蔵物質として期待されています。しかしながら、常温、大気圧下で危険な気体です。もしも、常温において昇華蒸気圧の低い固体アンモニアを合成することに成功すれば、夢のエネルギー源になります。低温のマイナス78℃以下でのみ存在する固体のアンモニアを常温、大気圧下にもちきたらせる世界で初めての研究に挑戦しています。奇跡への期待が事実となりつつあります。

固体高分子形燃料電池（PEFC）搭載大型・商用モビリティ（HDV）の普及を目指し、高い運転温度（広範な温湿度下）や耐久性、発電性能等の実現に資する電解質膜の要素技術開発に取り組んでいます。 　目的達成のため、高分子にスーパーエンプラのポリベンゾイミダゾール（PBI）を用います。さらにリン酸（PA）などのプロトン導電性基をPBIの構造中に共有結合で導入します。PAを共有結合でPBI中に導入すると、PAの漏出による触媒の被毒を防げます。また複数の高分子電解質を混合することで、高いプロトン導電性と、機械的強度の向上を目指しています。

ナノグラフェンに水素化原子欠損を持たせる賦活化をすることで、水素吸着・脱離（水素貯蔵）反応を活性化し、アルカン脱水素反応（水素製造）も発生させうることを明らかにしてきました。私達は、水素化ナノグラフェンに加え酸化ナノグラフェンも理論的に解析して、水素関連素材や、エネルギー変換関連材料としてのナノグラフェンを研究しています。