大学院・工学研究科 研究室
知能デバイス材料学専攻

情報デバイス材料学講座 エネルギー情報材料学分野(高村研究室)

研究スタッフ

教授
高村 仁 ((Hitoshi Takamura)
助教
及川 格 (Itaru Oikawa)

研究テーマ

  1. 低温作動型燃料電池のための新しい酸素イオンまたはプロトン導電体の探索
  2. 高効率天然ガス改質システムのための新しい酸素透過性セラミックスの開発
  3. 高速酸素イオン導電体を利用したエクセルギー回生型水素製造システムの開発
  4. 光分解法による機能性酸化物ナノ粒子の合成
  5. 超高圧法による新規材料の開発

研究内容

本研究室では、水素を中心として高度なエネルギー変換を実現するための、機能性材料とデバイスの開発を行っています。
そのひとつは、高効率水素製造システムの開発です。家庭用燃料電池の普及のためには、高純度水素ガスを大量かつ高効率に製造・供給する技術が不可欠です。本研究室では、豊富で安定供給が望める天然ガス(都市ガス)から高純度水素を製造する新しい方法として、酸素透過性セラミックスを利用した膜型天然ガス改質システムの開発を行っています。
また、水素を高効率に電力に変換できる固体酸化物型燃料電池の研究も行っています。現在の固体酸化物型燃料電池は約1000℃で作動しますが、高い変換効率を維持したまま作動温度を低温化することが望まれています。そのためには、1)新規固体電解質材料の開発、2)高性能電極の開発、3)薄膜化技術の開発が必要です。そのために、本研究室では新しい酸素イオンまたはプロトン導電体の開発、酸素イオン・電子混合導電性薄膜電極の開発、イオン導電性酸化物ナノ粒子の合成などを実施しています。また、地球の内部に匹敵する超高圧下での新しい機能性材料の探索も行なっています。

図1 酸素透過膜型水素製造モジュール一枚(6cm角)のモジュール当り毎分約500ccの水素を製造可能

図1 酸素透過膜型水素製造モジュール一枚(6cm角)のモジュール当り毎分約500ccの水素を製造可能

図2 酸素イオン・電子混合導電性薄膜電極のSEM像

図2 酸素イオン・電子混合導電性薄膜電極のSEM像