再生可能エネルギー・水素製造

2022.08.30 By 横浜国立大学 大学院工学研究院 機能の創生部門 黒田 義之

化学

研究概要

再生可能エネルギーを利用した水素の効率的製造を目指し、アルカリ水電解を中心とした水電解用電極材料の研究に取り組んでいます。層状金属水酸化物や多孔質材料、無機-有機ハイブリッド材料に関する研究バックグラウンドを活かし、材料の設計・合成からその利用法までを研究ターゲットとしています。

アドバンテージ

 (1)多孔体や層状化合物といったナノ空間材料を用いた吸着剤や触媒材料に関して特に知識、経験を有しています。空間構造の制御はもちろん、表面制御や階層構造制御による物性制御も行うことができます。

(2)金属、酸化物、水酸化物、セラミックス、カーボンなど、様々な無機物質の合成に精通しています。

(3)材料合成と電気化学的評価の両方について高度な技術を有しています。

事例紹介

アルカリ水電解を再生可能エネルギーのような不安定電源を用いて運転すると、停止時に逆電流が生じ、電極が劣化してしまいます。我々が開発したハイブリッド水酸化コバルトナノシート(Co-ns)は、電解液に分散可能な電極触媒であり、電極が劣化した際も電解液からアノード上に堆積して活性を維持することができ、自己修復可能なシステムを構築することができます。これにより、電位変動に極めて安定な電極触媒系を実現しました。

相談に応じられるテーマ

再生可能エネルギー・水素製造

水電解用電極材料

粘土鉱物関連技術

多孔質材料

主な所属学会

電気化学会

日本セラミックス協会

日本粘土学会

主な論文

1)『Self-repairing hybrid nanosheet anode catalysts for alkaline water electrolysis connected with fluctuating renewable energy』「Electrochimica Acta2019.9.

2) 『Tripodal Ligand-Stabilized Layered Double Hydroxide Nanoparticles with Highly Exchangeable CO32–』「Chemistry of Materials2013.5.

3) 『Preparation of Mesoporous Basic Mixed Metal Oxides through Assembly of Monodispersed Mg-Al Layered Double Hydroxide Nanoparticles』「Chemistry –A European Journal2017. 5.

主な著書

1)『ナノ空間材料ハンドブック』「コロイド鋳型, マクロポーラス多孔体」2016.2.

2)『水素エネルギーの事典』「水素の製造法 水電解」2019.3.

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