尿素の電気化学的酸化反応を応用したエネルギー変換システムの研究

应用尿素电化学氧化反应的能量转换系统研究

• 批准号: 22K05305
• 负责人: 藤原 直子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05305/
• 关键词: エネルギーキャリア; 尿素; 燃料電池; 水素製造

低炭素社会の実現に向け、水素エネルギーの利用と、貯蔵・運搬のためのエネルギーキャリアの開発が急務である。本研究では、毒性も引火性もなく貯蔵や輸送が容易な化合物であり、肥料や保湿剤、ディーゼル排ガス浄化剤などとして広く利用されている尿素に着目した。尿素の安全性と未利用のエネルギー資源としての魅力から、エネルギーキャリアとして尿素を直接形燃料電池や高効率水素製造に応用する新しいエネルギー変換システムを実現するための基盤形成を目的として研究開発に取り組んでいる。当該年度は、直接形燃料電池や水素製造に共通する反応である尿素の電気化学的酸化反応のための高活性触媒の探索を中心に進めた。種々の結晶構造を有する遷移金属酸化物をクエン酸法、ソルボサーマル法、析出沈殿法などの様々な方法や条件で作製し、アルカリ電解液中での回転電極測定を実施してそれらの触媒活性を評価した。その結果、尿素の電気化学的酸化反応に対して優れた活性を有するニッケル系酸化物触媒を見いだすことができた。さらに、上記の酸化物触媒を直接形燃料電池や水素製造に応用するための準備として、アニオン交換膜を電解質とする燃料電池と水電解装置を作製し、性能評価を開始した。上記のニッケル系酸化物をアノード触媒に使用してアニオン交換膜形水電解装置を作製し、アノード側から尿素溶液を供給することにより、尿素の電気化学的酸化反応が進行し、低電圧で高効率に水素製造できる可能性が示唆された。

In a low-carbon society, there is a trend in the use of water and water, and the use of water and water should be improved. In this study, it is easy to send compounds, fertilizers, moisturizers, fertilizers, chemicals, urea, etc. in this study, it is easy to send compounds, fertilizers, and fertilizers. Urea safety does not make use of the high-rate water in the direct-shaped fuel cell of the direct-shaped fuel cell. The purpose of this paper is to study and start the research on the basis of the high-rate water supply in the direct-shaped fuel cell. When this year, direct-shaped fuel cell water production equipment common equipment, anti-urea electrochemical acidizing, anti-acidizing, highly active catalyst exploration center has been developed. The experimental results show that there are three kinds of metal acidulates, such as sulfuric acid method, precipitation method, precipitation method, temperature response method, temperature recovery electron microscope in the hydrolytic solution for the determination of the catalytic activity of the catalyst. The results of the test, the acidizing reaction of urea electrochemistry, the acidizing activity of the acidizing agent, the acidizing catalyst, the acidizing catalyst, the acidizing reaction, the acidifying reaction, the acidizing reaction, the acidifying reaction, the acidizing reaction, the acidizing The direct shaped fuel cell water supply system is used for the production of water in the direct-shaped fuel cell. The equipment for the production of water in the direct-shaped fuel cell is ready to operate and the performance performance is improved. The acidizing reaction catalyst is used in the system of acidizing chemicals. The membrane hydrolyzer is used as the catalyst, the urea solution is supplied to the reactor, the acidizing reaction of the urea electrochemistry is carried out, and the possibility of the production of water with low temperature and high rate of electricity is demonstrated.