【書籍】水電解システムにおける材料、装置開発（No.2380）

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水電解システムにおける

材料、装置開発

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－省貴金属触媒材料／電極設計／膜材料／装置、分析技術－

★グリーン水素の高効率製造に向けた材料、装置技術を一冊に凝縮

★再エネ電力活用に向けた負荷変動や頻繁な起動停止への対策、ロバスト化の展望

  ■　目　次                                                                                                           

第１章　アルカリ水電解、アニオン交換膜用触媒材料、電極の開発
第２章　固体高分子・プロトン膜水電解用触媒材料、電極の開発
第３章　支持体、拡散層の開発
第４章　プロトン交換膜の開発
第５章　アニオン交換膜の開発
第６章　化学めっき法によるPEM水電解用電極接合体の作製技術とAEM水電解への応用
第７章　水電解装置の動向
第８章　高温水蒸気電解技術、その他水素製造技術の開発動向
第９章　水電解装置、構成部材の評価、シミュレーション技術

■　本書のポイント                                                          　　                                  

◆省貴金属触媒材料
・過電圧を低減して水分解効率を向上させる電極触媒
・Ir、Ru代替に向けたタングステン酸化物触媒
・ナノ構造化によるIr量の削減を実現した触媒材料
・触媒使用量削減と活性向上に向けた量子ドット、薄膜化触媒
・金属ナノクラスターを用いた水素発生反応触媒
・酸素発生反応とガス再結合反応を同時に担う触媒
・酸素、フッ素を導入した複合アニオン化合物アノード触媒

◆電極設計
・FeNi系触媒を用いたAEM型水電解の電極構造設計
・過電圧分離解析による電極構造がセル性能へ及ぼす影響の定量的評価
・PEM水電解条件で運用可能な酸化イリジウム代替電極の開発と設計指針
・Ir量を低減し、一般的な触媒量と同等の電圧効率、長期安定性と変動耐久性を有するMEAの開発
・PEM水電解に適用可能な貴金属代替電極の探索、必要な防食と触媒メカニズム
・膜の寸法安定性、成膜性、界面密着性、耐久性を向上させる膜支持体用メッシュ技術
・PEM装置における低Ir化に向けた触媒層（CL）構造と多孔質輸送層（PTL）構造の最適設計

◆膜材料
・ロールtoロール方式によるPEM形水電解用触媒層付き電解質膜
・セルロースを基盤としたプロトン伝導性高分子
・AEM材料の化学的・機械的耐久性向上に向けた分子設計
・フッ素原子を含まず高導電率と高耐久性を有するAEM材料
・データ駆動型アニオン交換膜設計の現状と展望

◆装置、分析技術
・大型アルカリ水電解装置の加圧、常圧運転技術
・AEM水電解装置の高電流・高効率化、高耐久化への展望
・中性pH電解質とAEMを組み合わせた水電解システム
・高温水蒸気電解システムによる水素の高効率製造
・メガワット級PEM 型水素発生装置の開発動向
・ハイドレートメルトを用いた高効率水電解法
・電力・水素複合エネルギー貯蔵システムの設計と効率改善
・電気化学インピーダンス分光法を用いた電解セルの劣化診断
・電気化学、気液二相流とイオン輸送を連成させたシミュレーション

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