今さら聞けない！ 燃料電池 の電気化学と電極触媒の実際 〜電気化学の基礎、電極触媒の活性支配因子と評価法の基礎、性能向上への課題〜

燃料電池の基本から電極触媒の実際まで詳しく解説！ 電極触媒の活性を支配する因子、触媒の劣化や耐久性の評価・向上、今後の課題 等

講師

敬愛技術士事務所　所長 森田　敬愛 先生

受講料

1名41,040円(税込（消費税8％）、資料付) 　

＊1社2名以上同時申込の場合 、1名につき30,240円 　　　　　

＊学校法人割引 ；学生、教員のご参加は受講料50％割引。

セミナーポイント

　2020年の東京オリンピックに向けて、選手村予定地に水素インフラ整備を行って燃料電池バスや住宅用燃料電池の導入を進めたり、水素を使った聖火台の開発を目指したりなど、今後ますます水素・燃料電池に注目が集まってくると思われます

　ところで燃料電池の原理については「水の電気分解の逆反応」と一言で済まされることが多いと思いますが、実際の燃料電池で起こっている電気化学反応をきちんと説明することは意外と難しく、「こんな事を今さら人に聞けないな」という疑問をお持ちの方はいないでしょうか。

　本講演では、燃料電池の内部で起こっている反応を理解するための電気化学の基礎を振り返り、電気化学的な視点で燃料電池の基本を理解することを目的とします。電気化学には付き物の数式の導出などは必要最小限にとどめ、電気化学反応をイメージしやすくなるように解説していきます。

　講演の前半では、まずは水の電解反応が電気化学的にどう進むのか、電位と電子の移動の様子を見ていきます。そして、その逆反応である燃料電池反応を理解するために必要な電気化学の基礎的な事項を解説していきます。

　講演の後半では、はじめに実際の燃料電池の内部で起こっている反応を電気化学の視点で見ていきます。次に電極触媒の活性支配因子を理解し、触媒活性向上の方法を解説していきます。また電極触媒が電気化学的に劣化する様子を理解し、耐久性の評価方法や耐久性向上に必要な事項について解説します。最後に、今後の電極触媒開発および燃料電池普及の展望について取り上げます。

受講対象者：
・これから燃料電池の仕事に関わる予定の方（技術系の方だけでなく非技術系の方も）。
・すでに燃料電池に関わっているが、いまさら人に聞けないような電気化学の基本を今一度振り返りたい方。
・燃料電池には直接かかわっていないが関心のある方。

■この講座を受講して得られる情報・知見：
1.燃料電池電極触媒を理解するために必要な電気化学の基礎
・化学エネルギーから電気エネルギーへの変換
・電気化学反応における電子移動のイメージ
・電気化学測定装置の概要
・電気化学反応を支配する因子
・基本的な電気化学測定法

2.実際の燃料電池電極触媒の基礎事項
・燃料電池の種類と発電原理
・電極触媒の活性を支配する因子
・電極触媒の活性評価法
・電極触媒の劣化要因と耐久性評価法
・電解質膜の劣化因子と評価法
・電極触媒の開発の現状と今後の展望

セミナー内容

1.　電気化学の基礎
　(1)エネルギーの変換
　　・化学エネルギーから電気エネルギーへの変換
　　・化学反応が進む方向（ギブズエネルギー変化）
　　・電位と電子エネルギー
　(2)電気化学反応の基礎〜水電解
　(3)電気化学測定の準備
　　・三電極式電解セル
　　・ネルンストの式
　　・水素標準電極
　　・水の電位窓
　　・標準電極電位
　　・水電解時の電子移動
　(4)電気化学反応を支配する因子
　　・活性化エネルギー
　　・触媒活性と分極曲線
　　・電荷移動律速と物質移動律速
　　・Butler-Volmerの式とTafelの式
　(5)基本的な電気化学測定法
　　・サイクリックボルタンメトリー
　　・回転ディスク電極法とKoutecky-Levichプロット
　(6)電気化学的手法以外の電極触媒評価法
　(7)電気化学に関する教科書

2.　燃料電池電極触媒の基礎
　(1)燃料電池の概要
　　・燃料電池の種類
　　・燃料電池の発電原理
　(2)燃料電池の性能を支配する因子
　　・各部材に求められる性能
　　・起電力、分極、発電効率
　　・電極層の構造
　(3)電極触媒の活性
　　・重量活性、比活性、Pt触媒比表面積の関係
　(4)触媒のPt比表面積
　　・電気化学的な測定法と注意点
　　・Pt比表面積と耐久性
　(5)触媒の比活性
　　・Pt触媒とPt合金触媒
　　・触媒の比活性
　　・触媒の電子状態
　(6)触媒の耐久性
　　・Pt粒子の耐久性
　　・カーボン担体の耐久性
　　・電池起動時の腐食問題
　　・燃料欠乏時の腐食問題
　　・触媒耐久性の評価試験法
　(7)触媒の重量活性の向上
　　・コアーシェル型触媒の基礎
　(8)電解質膜の劣化
　　・過酸化水素の生成による劣化
　　・回転リングディスク電極法による過酸化水素生成率の評価
　　・チャンネルフロー二重電極法による過酸化水素生成率の評価
　(9)NEDOセル評価解析プロトコルについて
　(10)燃料電池普及への課題
　　・Ptの資源量と価格
　　・電極触媒の研究開発の動向
　　・電極触媒の今後の展望
　　・燃料電池の将来

＜質疑応答＞