9/22 アニオン交換膜型水電解による 水素製造技術の研究開発動向

 東京工業大学　化学生命科学研究所　特任准教授　博士(工学)　宮西 将史　氏

専門：高分子合成・・高分子化学・有機デバイス
日本学術振興会特別研究員(DC2) 2010-2012年
高分子討論会セッションオーガナイザー(2023年9月)
ホームページ： http://www.res.titech.ac.jp/~zairyosys/yamaguchilab/index.html

 　近年地球温暖化を阻止する機運が世界的に高まり、日本政府は2050年までに温室効果ガスの排出をゼロにすると宣言しました。そうした中で、温室効果ガスを排出しないクリーンエネルギー変換デバイスに関する開発が急速に進展しています。現在でも多くの国で太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーの普及が進められていますが、発電によって得られるエネルギーを貯蔵できないといった問題や、電力供給が天候に作用され不安定であるという問題を抱えています。そこで、再生可能エネルギーで得られた電力を、水電解によって水素燃料に変換して貯蔵・運搬し、必要な時に燃料電池や化学プロセスを用いて電力や工業製品に変換することでエネルギーサイクルを回す、水素エネルギー社会の実装が進められています。
　グリーン水素を製造する水電解システムの中でも、アニオン交換膜を用いてアルカリ環境下で運転を行うアニオン交換膜型水電解が近年急速に注目を集めています。アニオン交換膜型水電解では、非貴金属触媒を利用できることから安価に作製が可能で、溶液ではなく固体高分子膜を用いる事から、変動電源への追従が容易で、高純度の水素を得ることが可能です。
　本講演では、アニオン交換膜型水電解についての概要とその材料開発の現状について解説します。

１．アニオン交換膜型水電解の概要
　1.1 アニオン交換膜型水電解の特徴・各種水電解との比較
　1.2 アニオン交換膜型水電解の実用化に向けた各国の研究開発動向
 
２．アニオン交換膜の基礎物性及びその評価方法
　2.1 市販アニオン交換膜の概要
　2.2 アニオン交換膜の構造評価
　2.3 アニオン交換膜のイオン交換
　2.4 アニオン交換膜のイオン伝導特性
　2.5 アニオン交換膜の機械特性
　2.6 アニオン交換膜のガスバリア特性
　2.7 アニオン交換膜の.耐熱性・化学耐久性
 
３．高耐久アニオン交換膜の開発動向
　3.1 アニオン交換膜の開発の歴史
　3.2 アニオン交換膜のアルカリ劣化機構
　3.3 高耐久アニオン交換膜の開発
　　3.3.1 高耐久イオン官能基の開発
　　3.3.2 エーテルフリー電解質膜の開発
 
４．非貴金属触媒の開発
　4.1 酸素発生(OER)触媒の開発動向
　4.2 水素発生(HER)触媒の開発動向
 
５．高耐久アニオン伝導膜を用いた水電解セルの開発動向
　5.1 アニオン交換膜型水電解のセル構造
　5.2 アニオン交換膜型水電解の供給液・供給方法
　5.3 アルカリ溶液供給型の水電解セルの開発動向
　5.4 純粋供給型の水電解セルの開発動向
 
６．今後の展開・課題

　□質疑応答□
 

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