手ごろで高活性な固体高分子形燃料電池用電極触媒開発(ＮＡＤＣ－ＦＣ)

研究課題

国際的な科学技術共同研究などの推進国際科学技術共同研究推進事業 SICORP CONCERT-Japan(SICORP)

体系的番号	JPMJSC21C4
DOI	https://doi.org/10.52926/JPMJSC21C4
研究代表者	柿沼克良山梨大学, 大学院総合研究部, 特任教授
研究期間 (年度)	2022 – 2025
概要	山梨大学のもつオリジナルの合成技術（火炎法）を用いて多孔性・高耐久担体をマルチスケールで合成し、欧州側の独自技術であるPt系ナノ粒子の合成技術と融合することで新たな触媒を開発する。欧州側のもつオリジナルの電気化学評価技術で触媒活性を詳細に解析し、日本側が所有する最新ニーズに対応したセル評価装置を駆使して単セルでの発電性能と耐久性を評価する。さらに、日本側で構築した電極触媒のoperando解析と欧州側のもつ材料のin situ解析を並行して実施し、新触媒の活性向上メカニズムと劣化メカニズムを解明して、新触媒設計にフィードバックする。これらの研究を通して市販触媒に対して2倍の酸素還元活性(1000A/g)と1000倍以上の耐久性（世界最高レベル）をもつ手ごろで高活性・高耐久な新触媒を創製する。
研究領域	手ごろでクリーンなエネルギー源としての持続可能な水素技術

報告書

(4件)

主な研究成果
(9件)

すべて 2024

すべて雑誌論文 (9件) (査読あり 9件、オープンアクセス 9件)

[雑誌論文] Effect of biphenyl groups on the properties of poly(fluorenylidene piperidinium) based anion exchange membranes for applications to water electrolyzers2024
- 著者名
  Ahmed Mohamed Ahmed Mahmoud, Kenji Miyatake, Fanghua Liu, Vikrant Yadav, Fang Xian, Lin Guo, Chun Yik Wong, Toshio Iwataki, Makoto Uchida and Katsuyoshi Kakinuma
- 雑誌名
  
  Polymer Chemistry
  
  巻: 16 ページ: 2358-2371
- DOI
  10.1039/D5PY00210A
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Poly(fluorene)-Based Anion Exchange Membranes for High- Performance and Durable Alkaline Water Electrolyzers: Effect of the Pendent Ammonium Structure2024
- 著者名
  Vikrant Yadav, Kenji Miyatake, Ahmed Mohamed Ahmed Mahmoud, Fanghua Liu, Fang Xian, Lin Guo, Chun Yik Wong, Toshio Iwataki, Makoto Uchida, and Katsuyoshi Kakinuma
- 雑誌名
  
  Energy & Fuels
  
  巻: 39 号: 2 ページ: 1418-1431
- DOI
  10.1021/acs.energyfuels.4c05582
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Mechanisms for the Production and Suppression of Hydrogen Peroxide at the Hydrogen Electrode in Proton Exchange Membrane Fuel Cells andWater Electrolyzers: Theoretical Considerations 査2024
- 著者名
  Donald A. Tryk , Guoyu Shi , Katsuyoshi Kakinuma , Makoto Uchida and Akihiro Iiyama
- 雑誌名
  
  Catalysts
  
  巻: 14 ページ: 890
- DOI
  10.3390/catal14120890
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Polyphenylene-Based Anion Exchange Membranes with Robust Hydrophobic Components Designed for High-Performance and Durable Anion Exchange Membrane Water Electrolyzers Using Non-PGM Anode Catalysts2024
- 著者名
  Fanghua Liu, Kenji Miyatake, Ahmed Mohamed Ahmed Mahmoud, Vikrant Yadav, Fang Xian, Lin Guo, Chun Yik Wong, Toshio Iwataki, Yuto Shirase, Katsuyoshi Kakinuma and Makoto Uchida
- 雑誌名
  
  Advanced Energy Materials
  
  巻: 14 ページ: 2404089
- DOI
  10.1002/aenm.202404089
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Poly(arylene piperidinium) terpolymer membranes with dual piperidinium cations and semi-fluoroalkyl pendants for anion exchange membrane water electrolyzers2024
- 著者名
  Vikrant Yadav, a Kenji Miyatake, *abc Ahmed Mohamed Ahmed Mahmoud, Fanghua Liu, Fang Xian, Lin Guo, Chun Yik Wong, Toshio Iwataki, Makoto Uchida and Katsuyoshi Kakinuma
- 雑誌名
  
  Journal of Materials Chemistry A
  
  巻: 12 ページ: 25429-25441
- DOI
  10.1039/d4ta03630a
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Effect of Ta?TiO2 Nanoparticles in Anion Exchange Membranes: Improved Hydroxide Ion Conductivity and Mechanical Strength for Alkaline Water Electrolysis Cells2024
- 著者名
  Ahmed Mohamed Ahmed Mahmoud, Kenji Miyatake, Kaito Tsujii, Katsuyoshi Kakinuma, Fanghua Liu, Vikrant Yadav, Fang Xian, Lin Guo, Chun Yik Wong, Toshio Iwataki, and Makoto Uchida
- 雑誌名
  
  Macromolecular Chemistry and Physics
  
  巻: 226 ページ: 2400226
- DOI
  10.1002/macp.202400226
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Nanostructured Pt-NiFe Oxide Catalyst for Hydrogen Evolution Reaction in Alkaline Electrolyte Membrane Water Electrolyzers2024
- 著者名
  Guoyu Shi, Tetsuro Tano, Donald A. Tryk, Akihiro Iiyama, Makoto Uchida, Kazuki Terao, Hironori Osada, Miho Yamaguchi, Kayoko Tamoto, and Katsuyoshi Kakinuma
- 雑誌名
  
  ACS Catalysis
  
  巻: 14 ページ: 9460-9468
- DOI
  10.1021/acscatal.4c01685
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] High-Performance Anion Exchange Membrane Water Electrolyzers Enabled by Highly Gas Permeable and Dimensionally Stable Anion Exchange Ionomers2024
- 著者名
  Fanghua Liu, Kenji Miyatake, Masako Tanabe, Ahmed Mohamed Ahmed Mahmoud, Vikrant Yadav, Lin Guo, Chun Yik Wong, Fang Xian, Toshio Iwataki, Makoto Uchida, and Katsuyoshi Kakinuma
- 雑誌名
  
  Advanced Science
  
  巻: 11 号: 29 ページ: 20240269
- DOI
  10.1002/advs.202402969
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Pt nanorods supported on Nb-doped ceria: A promising anode catalyst for polymer electrolyte fuel cells2024
- 著者名
  Guoyu Shi, Tetsuro Tano, Donald A. Tryk, Akihiro Iiyama, Makoto Uchida, Katsuyoshi Kakinuma
- 雑誌名
  
  Electrochemistry Communications
  
  巻: 163 ページ: 107733-107739
- DOI
  10.1016/j.elecom.2024.107733
- 査読あり / オープンアクセス

手ごろで高活性な固体高分子形燃料電池用電極触媒開発(ＮＡＤＣ－ＦＣ)

研究代表者

柿沼 克良 山梨大学, 大学院総合研究部, 特任教授

報告書

主な研究成果

[雑誌論文] Effect of biphenyl groups on the properties of poly(fluorenylidene piperidinium) based anion exchange membranes for applications to water electrolyzers2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Poly(fluorene)-Based Anion Exchange Membranes for High- Performance and Durable Alkaline Water Electrolyzers: Effect of the Pendent Ammonium Structure2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Mechanisms for the Production and Suppression of Hydrogen Peroxide at the Hydrogen Electrode in Proton Exchange Membrane Fuel Cells andWater Electrolyzers: Theoretical Considerations 査2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Polyphenylene-Based Anion Exchange Membranes with Robust Hydrophobic Components Designed for High-Performance and Durable Anion Exchange Membrane Water Electrolyzers Using Non-PGM Anode Catalysts2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Poly(arylene piperidinium) terpolymer membranes with dual piperidinium cations and semi-fluoroalkyl pendants for anion exchange membrane water electrolyzers2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Effect of Ta?TiO2 Nanoparticles in Anion Exchange Membranes: Improved Hydroxide Ion Conductivity and Mechanical Strength for Alkaline Water Electrolysis Cells2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Nanostructured Pt-NiFe Oxide Catalyst for Hydrogen Evolution Reaction in Alkaline Electrolyte Membrane Water Electrolyzers2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] High-Performance Anion Exchange Membrane Water Electrolyzers Enabled by Highly Gas Permeable and Dimensionally Stable Anion Exchange Ionomers2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Pt nanorods supported on Nb-doped ceria: A promising anode catalyst for polymer electrolyte fuel cells2024

著者名

雑誌名

DOI

柿沼克良山梨大学, 大学院総合研究部, 特任教授