CLS

Laboratory for Chemistry and Life Science, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology

東京工業大学
科学技術創成研究院
化学生命科学研究所

LAST UPDATE 2021/06/03

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    黒木秀記 Hidenori KUROKI
    特任准教授 Specially appointed associate professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    東京工業大学科学技術創成研究院化学生命科学研究所
    Laboratory for Chemistry and Life Science, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology

    分子機能化学領域
    Molecular functions
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    電極触媒
    燃料電池・水電解
    化学工学
    Electrocatalyst
    Fuel cell and water electrolysis
    Chemical engineering
研究テーマ
Research Subject
革新的電極触媒と高効率燃料電池・水電解のシステム的設計開発
Systematic design and development of innovative electrocatalysts and highly efficient fuel cells and water electrolyzers

研究の背景 Background

太陽光や風力発電といった再生可能エネルギーを大規模に利用する社会の実現には、高効率・高耐久な燃料電池・水電解技術が必要不可欠です。デバイスにとって真に必要な材料機能を有する電極触媒・電解質材料の開発に加え、開発した材料の特性を最大限に引き出すためのデバイスシステムの構築が求められています。

Highly efficient and durable fuel cell and water electrolysis technologies are essential for realizing a society that uses renewable energy such as solar and wind power on a large scale. To this end, in addition to the development of catalyst and electrolyte materials with the material functions truly required for the devices, it is necessary to establish device systems that maximize the characteristics of the developed materials.

研究の目標 Outcome

本グループでは、材料・デバイスをマルチスケールでつないでシステム的に設計することで、従来とは異なる特性を持つ新規材料の開発や各階層での材料構造の最適化を行い、燃料電池・水電解システム全体での高効率・高耐久化に取り組んでいます。本研究では、金属ナノ粒子が連結したナノネットワークを基盤とした本グループ独自の担体フリー金属ナノ粒子連結触媒と、開発した触媒を組み込んだ膜電極接合体の設計開発を行っています。

Our group is working on the development of new materials with unique properties and the optimization of material structures at each level using systematic design of materials and devices at multiscale levels to achieve highly efficient and durable fuel cell and water electrolysis systems. In this study, we are working on the design and development of support-free electrocatalysts having nanonetworks formed by the connection of metal nanoparticles, and membrane–electrode assemblies incorporating the developed catalysts.

研究図Research Figure

Fig.1. Systematic design of materials and devices at multiscale levels for fuel cells and water electrolysis.

文献 / Publications

ACS Appl. Energy Mater., 4, 1053 (2021). ACS Appl. Nano Mater., 3, 9912 (2020). Nanoscale Adv., 2, 171 (2020). Ind. Eng. Chem. Res., 58, 19545 (2019). J. Power Sources, 438, 226997 (2019). ACS Appl. Energy Mater., 1, 324 (2018). Ind. Eng. Chem. Res., 55, 11458 (2016). J. Electrochem. Soc., 163, F927 (2016). Energy Environ. Sci., 8, 3545 (2015).