- 電気変換
- 水素エネルギー
エネルギー変換、水素製造、プロセッシングとアップスケール、三重伝導電極
Kwati, Leonard
准教授
- 研究ユニット：エネルギー変換科学ユニット
- E-mail：
- Website：https://i2cner.kyushu-u.ac.jp/cesd/#divisions
研究概要
高効率固体酸化物型プロトン電池（PCEC/PCFC）の開発とスケールアップ
- 新たに調整した電解質と電極材料を用いた高効率プロトン燃料電池および電解セルのプロセス。ハーフセル界面のマイクロ・ナノ構造解析。
- PCEC/PCFCおよびスタック劣化のスケールアップと理解の促進。
- 様々な運転条件下でのエネルギー効率の向上と可逆運転。
空気電極におけるプロトン輸送の開発／エンジニアリング
- プロトン電解質用に明確に調整された、適合性、耐久性、効率の高い三重伝導空気電極材料を設計する。
- 優れた三重伝導電極を形成する基本的な特性と、その動作ダイナミクスを規定する根底にある欠陥相互作用とメカニズムを理解する。
技術
インバーステープキャスティングによるPCEC/PCFCハーフセルの開発
このプロトコルは、シリコンでコーティングされたポリマー箔上に薄層をキャストし、室温で乾燥することで構成されます。 このアプローチにより、欠陥のない層と、最大 100mm × 100mm × 0.5mm という優れた寸法の平面型ハーフセルの形成が可能になります。
基板としてNiO-SrZr0.5Ce0.4Y0.1O3-δを使用しているため、最終焼成状態での反りやクラックが最小限に抑えられます。当社のハーフセル電解質は、電解質のみの場合に必要な温度よりも約 200 ℃低い 1300 ℃ で同時焼成した後でも適切な密度と気密性を備えています。
高度な技術による高速イオンキネティクスの評価
我々は、同位体交換実験（¹⁸O₂および²H₂Oトレーサー）とTOF-SIMS深さプロファイリングを組み合わせることにより、ペロブスカイト型酸化物におけるプロトン動力学特性を評価する革新的なアプローチを用いている。反応メカニズムと PCFC/PCFC コスト削減の可能性についての深い理解に基づいて、高性能プロトン空気電極の設計コンセプトを確立します。
