総説・解説記事等 - 光島 重徳
件数 15 件-
アルカリ水電解における気泡生成のオペランド観察と気泡による物質移動過電圧に関する研究
三角 隆太, 黒田 義之, 荒木 拓人, 光島 重徳
混相流 39 ( 1 ) 18 - 25 2025年3月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：日本混相流学会 共著
<p>Alkaline water electrolysis (AWE) has attracted significant attention for producing hydrogen. One of the problems with AWE is the increase in overpotential, which is attributed to bubbles covering the electrode surface at high current densities. Therefore, understanding the relationship between the bubble formation behavior and reactant transfer mechanism is important for reducing the overpotential. In this study, an <i>operando</i> observation system for the oxygen and hydrogen bubble formation behavior on nickel wire electrodes was developed using a microscope-type high-speed video camera. The relationship between the current density-electrode potential curve and bubble generation behavior was then investigated. The results showed that the generation of oxygen/hydrogen bubbles was activated as current density increased. At a high current density, bubbles covered the electrode surface, and the overpotential increased. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements were performed to analyze the resistance components of the oxygen evolution reaction (OER) and the hydrogen evolution reaction (HER). The EIS results showed that the diffusion rate of hydroxide ions through the bubble-covering layer on the anode can be modeled by the Warburg impedance with a finite diffusion boundary. The migration rate of ions driven by the potential gradient in OER and HER was modeled by a tortuosity model with void fraction and bubble-covering layer thickness. A method for promoting bubble detachment via the addition of tert-butyl alcohol and external magnetic fields was introduced. Finally, a computational fluid dynamics (CFD) simulation of the gas-liquid two-phase flow and a deep-learning analysis method for the size distribution of crowded bubbles in an electrolysis cell were introduced.</p>
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Measurement Methods on Electrodes and Electrocatalysts for Water Electrolysis
Mitsushima, S; Ioroi, T; Kuroda, Y; Nagasawa, K; Uchiyama, T; Orikasa, Y; Inoue, H; Higuchi, E; And … 全著者表示
Mitsushima, S; Ioroi, T; Kuroda, Y; Nagasawa, K; Uchiyama, T; Orikasa, Y; Inoue, H; Higuchi, E; Ando, K; Nakajima, T; Misumi, R; Uchimoto, Y 閉じる
ELECTROCHEMISTRY 93 ( 4 ) 046001 - 046001 2025年
DOI Web of Science CiNii Research
記述言語：英語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：公益社団法人 電気化学会 共著
<p>Toward decarbonized society with sustainable growth, the use of renewable energy as a primary power source is highly demanded. Water electrolysis is promising to produce hydrogen from renewable energy for energy storage and transportation. In developments of new technologies related to alkaline water electrolysis (AWE) and proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE), common measurement techniques are required to compare experimental results fairly among different institutes. In this paper, we introduce common measurement techniques, such as electrochemical half cell and full cell for AWE and PEMWE, evaluation techniques for catalytic activities and durability of catalysts under steady and non-steady operation, advanced synchrotron radiation analysis of catalysts, <i>operando</i> XAFS analysis, and optical observation of gas bubbles in detail, that are recently developed in the project research commissioned by the New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO).</p>
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メチルシクロヘキサン合成のためのトルエン直接電解水素化における電解槽技術
長澤 兼作, 光島 重徳
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｊａｐａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ 67 ( 3 ) 97 - 104 2024年5月 [依頼有り]
DOI Web of Science CiNii Research
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：公益社団法人 石油学会 共著
<p>本総説では，固体高分子電解質（SPE）膜を利用し，トルエンと水からメチルシクロヘキサンを直接合成する一段階電気化学プロセスであるトルエン直接電解水素化用電解槽の開発概要を紹介する。トルエン直接水素化電解槽の性能を向上させるためには，セル電圧の低減と電流効率の改善が重要である。これらの特性を向上させるため，電解槽の流路構造，拡散層への化学触媒担持，アノードメッシュサイズ，集電体構造，カソード触媒量に対して最適化を行った。流路構造の検討では，多孔質カーボン流路が最も高い性能を示し，電流効率の向上が顕著であった。トルエン直接電解水素化において電流効率の低下は，カソードでの水素ガス発生に起因する。カソード側の多孔質カーボン流路にPt触媒を担持し，触媒層で発生した水素ガスに対して化学触媒作用によりトルエンを水素化することで，セル全体の電流効率を大幅に向上させた。アノードのメッシュサイズを小さくし，アノード集電体を熱プレス処理することで，面圧の均一性や膜の平滑性が改善され，カソード触媒利用率が向上し，セル電圧が低下した。各種SPE膜のトルエン透過特性を測定し，触媒層の厚さと電解性能の関係を明らかにした。開発した技術の結果，0.4 A cm<sup>−2</sup>の電流密度でセル電圧は改善前の2.10 Vから1.72 Vまで向上し，連続単流運転で90 %以上のトルエン転化率を達成した。</p>
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再エネ電力からの水素製造技術としての水電解
光島 重徳
日本エネルギー学会機関誌えねるみくす 101 ( 6 ) 713 - 719 2022年11月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：一般社団法人 日本エネルギー学会 単著
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光島 重徳, 五百蔵 勉, 黒田 義之, 長澤 兼作, 内山 智貴, 折笠 有基, 井上 博史, 樋口 栄次, 安東 航太, 中嶋 隆, 三角 隆太, 内本 喜晴
電気化学 90 ( 2 ) 136 - 158 2022年6月 [依頼有り]
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：公益社団法人 電気化学会 共著
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光島重徳、黒田義之
燃料電池 20 ( 4 ) 7 - 13 2021年4月 [依頼有り]
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 単著
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水電解による水素製造の現状と展望
光島 重徳、藤田 礁
電気化学および工業物理化学 85 ( 1 ) 28 - 33 2016年12月 [依頼有り]
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要） 出版者・発行元：電気化学会 共著
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固体高分子電解質（SPE)電解技術を応用した有機ハイドライド電解合成
光島 重徳、長澤 兼作
触媒 58 ( 6 ) 346 - 350 2016年6月 [依頼有り]
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：触媒学会 共著
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水電解技術の現状と課題
光島 重徳、松澤 幸一
水素エネルギーシステム 36 ( 1 ) 11 - 16 2011年1月 [依頼有り]
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：水素エネルギー協会 共著
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電気化学：測定と解析のてびき 電解関連分野での応用－工業電解
電気化学 75 ( 12 ) 992 - 996 2007年12月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 単著
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プロトン伝導性常温溶融塩の燃料電池への応用
工藤憲治, 太田健一郎
燃料電池 4 ( 1 ) 34 - 38 2004年7月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他） 共著
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固体高分子形燃料電池の材料評価と開発動向
水素エネルギーシステム 27 ( 1 ) 41 - 47 2002年4月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 単著
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燃料電池の原理と現状
太田健一郎
ソーダと塩素 53 ( 3-4 ) 49 - 68 2002年
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他） 共著
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固体高分子形燃料電池材料の開発動向
太田健一郎
電子材料 41 ( 4 ) 37 - 41 2002年
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他） 共著
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メタノール改質高分子固体電解質型燃料電池システムの開発動向
工業化学 50 ( 10 ) 762 - 767 1999年
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 単著