Fuel Cell Nanomaterials Center, University of Yamanashi

http://fc-nano.yamanashi.ac.jp/

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター

山梨大学UNIVERSITY OF YAMANASHI

概 要

　我が国の「エネルギー基本計画（第四次）」に謳われる「水素社会」の実現に向けた取り組みの加速には、燃料電池のコスト低減と同時に、耐久性や性能のさらなる向上が必要です。その実現のため、燃料電池材料の革新的なコンセプトの創出が産業界から強く要望されており、そのためには、サイエンスに立ち戻った研究開発を行うことが必要です。

　本センターは、燃料電池の本格普及に資することを目的として、山梨県および関係省庁の絶大なご支援を得て、2008年4月に設立されました。経済産業省、国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が委託するプロジェクト「劣化機構とナノテクノロジーを融合した高性能セルのための基礎的材料開発」（略称HiPer-FCプロジェクト）に採択され、反応や劣化のメカニズムに関わる知見並びにナノテクノロジー等の先端技術の融合により触媒・電解質膜・膜電極接合体（MEA）などの燃料電池の材料研究を実施し、高性能・高信頼性・低コストを同時に実現可能な基礎技術を確立してまいりました。

　現在は、燃料電池の本格・大規模普及を可能にする高耐久・高性能・低コストの電極触媒、電解質材料（膜／バインダー）について、それらの機能を極限まで発揮させる触媒層の評価・解析を通してその有用性を検証し、新規コンセプトの創出を目指し研究開発を進めております。これらの研究開発の成果を広く産業界の皆様にご活用いただくことにより、燃料電池の本格・大規模普及に貢献をしたいと考えております。

　このように本センターは、本格的な燃料電池／水素社会に対応できるよう、多才な研究者陣容と世界トップレベルの先端設備をフル活用し、併せて産学官の共同研究、大学院教育にも積極的に関わり、先端的研究成果の創出と当該グリーンエネルギー分野を牽引する研究者・技術者の育成に取り組んでいます。

　皆様方の温かいご支援とご指導をよろしくお願い申し上げます。

1978.4～1988.31989.4～2001.32001.4～2008.4～

工学部附属燃料電池実験施設設置学内特別施設電気化学エネルギー変換研究室設置クリーンエネルギー研究センター設置燃料電池ナノ材料研究センター設置

Laboratory of Electrocatalysis for Fuel Cells

Outline of the Center

Laboratory of Electrochemical Energy ConversionClean Energy Research Center

沿 革

金属研究部門

Makoto Uchida内田 誠

セラミック研究部門

Kazutoshi Higashiyama東山 和寿

高分子研究部門

Kenji Miyatake宮武 健治

研究企画部門

Tomio Omata小俣富男

部門長

燃料電池の本格・大規模普及を目指して

【燃料電池ナノ材料研究センター　2008年4月設立】

高出力・高耐久・高効率燃料電池

高信頼性FCナノ材料設計・製法確立

教員26人

共同研究研究成果の実用化

メーカー・　研究機関

共同研究

人材育成

クリーンエネルギー研究センターグリーンエネルギー変換工学特別教育プログラム

協働研究 技術・情報収集発信

金 属セラミックス 高分子

ナノマテリアル

海外連携機関イリノイ大学ミュンヘン工科大学中国科学院・化学研究所大邱慶北科学技術院

新型固体電解質・混合導電体

可逆固体酸化物形セル

水素製造精製触媒

ハイブリッド電解質膜

新型電極触媒

高利用率膜電極接合体

新型炭化水素電解質膜

Fuel Cell Nanomaterials Center

Akihiro Iiyama

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター長Director, Fuel Cell Nanomaterials Center,University of Yamanashi

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター

〒400-0021 甲府市宮前町6-43TEL 055-254-7092

（甲府駅より徒歩20分、タクシー10分）

http://fc-nano.yamanashi.ac.jp/ホームページ

Fuel Cell Nanomaterials CenterUniversity of Yamanashi

6-43 Miyamae-cho,Kofu 400-0021

YAMANASHI

UNIVERSITYOF

武田神社

北東中

山梨大学附属小

山梨大学附属中

市立北新小

甲府第一高

山の手通り新紺屋小

武田 宮前 元紺屋

八幡神社

愛宕トンネル

愛宕山

山梨英和中

山梨英和高

JR甲府駅Kofu St.

至東京

至松本

JR中央本線

舞鶴城公園

武田通り

平和通り

山梨大学甲府キャンパス

クリーンエネルギー研究センターClean Energy Research Center

Fuel Cell Nanomaterials Center燃料電池ナノ材料研究センター

N

2017.4

教育学部・生命環境学部

本部

工学部

東グラウンド

F

Fミーティングルーム

兼任教員研究室

部門長室

部門長室

部門長室

研究室研究室

センター長室

研究室

事務室事務室

器材庫1器材庫2

202触媒評価室

204膜電極評価室

201膜電極合成室

203触媒合成室

205計算機室205計算機室

207レーザー室

レベル4レーザー対策室電気室

106触媒解析室

北側連絡口

入口

206クリーンルーム

クリーンルーム前室

102電池評価室

共同研究室1

共同研究室2

共同研究室3

共同研究室1

共同研究室2

共同研究室3

セミナー室セミナー室

管理室

薬品庫薬品庫

101TEM機械室

103TEM室

105SEM室

107NMR室

108X線分析室

104電池組立室

センター配置図燃料電池ナノ材料研究センター

オフィス棟（299 ㎡） 実験棟（1262 ㎡）

オフィス棟（299 ㎡） 実験棟（1291 ㎡）

会議室・研究者居室（683 ㎡）

山梨県庁

Fuel Cell Nanomaterials Center, University of Yamanashi

http://fc-nano.yamanashi.ac.jp/

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター

山梨大学UNIVERSITY OF YAMANASHI

概 要

　我が国の「エネルギー基本計画（第四次）」に謳われる「水素社会」の実現に向けた取り組みの加速には、燃料電池のコスト低減と同時に、耐久性や性能のさらなる向上が必要です。その実現のため、燃料電池材料の革新的なコンセプトの創出が産業界から強く要望されており、そのためには、サイエンスに立ち戻った研究開発を行うことが必要です。

　本センターは、燃料電池の本格普及に資することを目的として、山梨県および関係省庁の絶大なご支援を得て、2008年4月に設立されました。経済産業省、国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が委託するプロジェクト「劣化機構とナノテクノロジーを融合した高性能セルのための基礎的材料開発」（略称HiPer-FCプロジェクト）に採択され、反応や劣化のメカニズムに関わる知見並びにナノテクノロジー等の先端技術の融合により触媒・電解質膜・膜電極接合体（MEA）などの燃料電池の材料研究を実施し、高性能・高信頼性・低コストを同時に実現可能な基礎技術を確立してまいりました。

　現在は、燃料電池の本格・大規模普及を可能にする高耐久・高性能・低コストの電極触媒、電解質材料（膜／バインダー）について、それらの機能を極限まで発揮させる触媒層の評価・解析を通してその有用性を検証し、新規コンセプトの創出を目指し研究開発を進めております。これらの研究開発の成果を広く産業界の皆様にご活用いただくことにより、燃料電池の本格・大規模普及に貢献をしたいと考えております。

　このように本センターは、本格的な燃料電池／水素社会に対応できるよう、多才な研究者陣容と世界トップレベルの先端設備をフル活用し、併せて産学官の共同研究、大学院教育にも積極的に関わり、先端的研究成果の創出と当該グリーンエネルギー分野を牽引する研究者・技術者の育成に取り組んでいます。

　皆様方の温かいご支援とご指導をよろしくお願い申し上げます。

1978.4～1988.31989.4～2001.32001.4～2008.4～

工学部附属燃料電池実験施設設置学内特別施設電気化学エネルギー変換研究室設置クリーンエネルギー研究センター設置燃料電池ナノ材料研究センター設置

Laboratory of Electrocatalysis for Fuel Cells

Outline of the Center

Laboratory of Electrochemical Energy ConversionClean Energy Research Center

沿 革

金属研究部門

Makoto Uchida内田 誠

セラミック研究部門

Kazutoshi Higashiyama東山 和寿

高分子研究部門

Kenji Miyatake宮武 健治

研究企画部門

Tomio Omata小俣富男

部門長

燃料電池の本格・大規模普及を目指して

【燃料電池ナノ材料研究センター　2008年4月設立】

高出力・高耐久・高効率燃料電池

高信頼性FCナノ材料設計・製法確立

教員26人

共同研究研究成果の実用化

メーカー・　研究機関

共同研究

人材育成

クリーンエネルギー研究センターグリーンエネルギー変換工学特別教育プログラム

協働研究 技術・情報収集発信

金 属セラミックス 高分子

ナノマテリアル

海外連携機関イリノイ大学ミュンヘン工科大学中国科学院・化学研究所大邱慶北科学技術院

新型固体電解質・混合導電体

可逆固体酸化物形セル

水素製造精製触媒

ハイブリッド電解質膜

新型電極触媒

高利用率膜電極接合体

新型炭化水素電解質膜

Fuel Cell Nanomaterials Center

Akihiro Iiyama

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター長Director, Fuel Cell Nanomaterials Center,University of Yamanashi

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター

〒400-0021 甲府市宮前町6-43TEL 055-254-7092

（甲府駅より徒歩20分、タクシー10分）

http://fc-nano.yamanashi.ac.jp/ホームページ

Fuel Cell Nanomaterials CenterUniversity of Yamanashi

6-43 Miyamae-cho,Kofu 400-0021

YAMANASHI

UNIVERSITYOF

武田神社

北東中

山梨大学附属小

山梨大学附属中

市立北新小

甲府第一高

山の手通り新紺屋小

武田 宮前 元紺屋

八幡神社

愛宕トンネル

愛宕山

山梨英和中

山梨英和高

JR甲府駅Kofu St.

至東京

至松本

JR中央本線

舞鶴城公園

武田通り

平和通り

山梨大学甲府キャンパス

クリーンエネルギー研究センターClean Energy Research Center

Fuel Cell Nanomaterials Center燃料電池ナノ材料研究センター

N

2017.4

教育学部・生命環境学部

本部

工学部

東グラウンド

F

Fミーティングルーム

兼任教員研究室

部門長室

部門長室

部門長室

研究室研究室

センター長室

研究室

事務室事務室

器材庫1器材庫2

202触媒評価室

204膜電極評価室

201膜電極合成室

203触媒合成室

205計算機室205計算機室

207レーザー室

レベル4レーザー対策室電気室

106触媒解析室

北側連絡口

入口

206クリーンルーム

クリーンルーム前室

102電池評価室

共同研究室1

共同研究室2

共同研究室3

共同研究室1

共同研究室2

共同研究室3

セミナー室セミナー室

管理室

薬品庫薬品庫

101TEM機械室

103TEM室

105SEM室

107NMR室

108X線分析室

104電池組立室

センター配置図燃料電池ナノ材料研究センター

オフィス棟（299 ㎡） 実験棟（1262 ㎡）

オフィス棟（299 ㎡） 実験棟（1291 ㎡）

会議室・研究者居室（683 ㎡）

山梨県庁

Superlative, Stable, and Scalable Performance Fuel Cell Project

Per-FC プロジェクトSSS

　プロジェクトマネージャーの下に、山梨大学を中心として、田中貴金属（株）、（株）カネカ、パナソニック（株）、（株）日産アーク、（株）東レリサーチセンター、岩手大学、信州大学、東北大学が共同して研究を進めています。

研究開発体制 Organization of the R&D

　センター長の下に、金属研究部門、セラミックス研究部門、高分子研究部門、研究企画部門の4つの部門があります。研究企画部門には、燃料電池研究拠点支援室が附属しています。また、姉妹センターであるクリーンエネルギー研究センターとの兼任教員５名を含めて、教員数は27名に上ります。さらに国内外の研究者との緊密な連携で研究を進めています。

組織体制

Target of the Project研究目標　自動車用燃料電池として2025年度（平成37年度）以降の大量普及期の実用化を見据え、2019年度（平成31年度）末において、出力密度×耐久時間／（単位出力あたりの貴金属使用量）として現行の10倍以上を実現するための要素技術を確立する。

田中貴金属山梨大学

高出力・高耐久・高効率燃料電池材料のコンセプト創出

電極触媒のコンセプト創出

①電極触媒材料の新規コンセプト創出②電解質材料の新規コンセプト創出③不純物高耐性次世代アノード触媒の　コンセプト創出

パナソニック実用セルによる

電極触媒・電解質材料コンセプト検証

日産アーク最先端計測による電極触媒のキャラクタリゼーション

東北大学計算科学によるアノード触媒の被毒・劣化メカニズム

カネカ電解質材料のコンセプト創出

岩手大学Ptの分布を制御した合金アノード触媒

信州大学酸化物-Pt複合アノード触媒

【共同実施】

性能・劣化機構のマルチ解析東レリサーチセンター

外部協力団体FCCJなど

海外研究機関NEDO評価プロジェクト等

Research Facilities and Activities研究設備・研究活動

PEFC運転試験Evaluation of PEFCs

上記MEAを用いて、自動車用・定置用燃料電池において想定される作動条件に対応したPEFC耐久試験を行っています。出力特性や寿命を支配する因子を研究し、電池特性のさらなる向上に向けた電極触媒や電解質膜の設計指針にフィードバックしています。

触媒・電解質膜設計のための基礎研究Fundamental Studies for New Design ofCatalysts and Membranes

電極触媒や高分子電解質膜の構造解析をマルチスケールで行い、新材料設計につなげています。電気化学的手法、原子スケールの表面観察、赤外・光電子スペクトル分析、量子化学計算を複合的に実施し、材料構造から反応・移動現象を理解し材料設計に生かしています。

Members of the Center

燃料電池セル（Single cell）単セル評価装置（Evaluation system for single cell performance）

電池内反応分布の可視化実験Visualization of Reaction Distribution in Fuel Cells

劣化機構の解析やセル設計のため、燃料電池内の反応分布を理解することは非常に重要です。新たに開発した可視化装置を用いて、運転状態における電池内部のガス分圧や温度などの分布、あるいは電極の腐食挙動を高時間・空間分解能で可視化することに成功しています。

可視化装置（Visualization system）燃料電池内の酸素分圧可視化像（Visualized oxygen partial pressure in a cell）

中国科学院 教授　Li-Jun Wan大邱慶北科学技術院 教授　Hasuck Kim

早稲田大学理工学術院 教授　西出 宏之工学院大学工学部 教授　高羽 洋充

燃料電池研究拠点支援室

センター長・教授

クリーンエネルギー研究センター兼任教員

その他　国内外から事業参加する研究者（客員教授等）

金属研究部門 セラミック研究部門 高分子研究部門 研究企画部門

顧問

情報交換

定期的情報交換会 ライセンス・技術移転

技術利用業界材料企業など

情報交換・サンプル提供連携強化

自動車業界

内田 誠柿沼 克良常田 貴夫矢野 啓脇坂 暢須田 耕平川本 鉄平チュヨン ジェンフォン岩瀧 敏男

部門長・教授教 授教 授准 教 授客員准教授助 教研 究 員研 究 員研 究 員

東山 和寿宮尾 敏広山下 壽生西野 華子

部門長・教授教 授客 員 教 授助 教

内田 裕之宮武 健治犬飼 潤治野原 愼士三宅 純平井上 貴博

センター長・教授教 授教 授准 教 授助 教研 究 員

宮武 健治上野 武夫秋山 良ジャン ヤオジェン

部門長・教授客 員 教 授研 究 員研 究 員

小俣 富男ドナルド A.トリック出来 成人丹下 昭二田島 收橋本 登大仲 英巳永田 裕二児玉 美香

部門長・教授教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授研 究 員

渡辺 政廣

堀内 俊孝原品 光許

室 長参 事

　本センターは、2008年4月からNEDO受託研究HiPer-FC（High Performance Fuel Cell）プロジェクトにより、固体高分子形燃料電池の高性能・高信頼・低コスト化を達成する新材料の研究開発を推進してきました。　この研究活動から、電位変動に対して極めて高い安定性を示す「安定化Ptスキン-合金触媒」や「連珠状導電性セラミック担体」、またフッ素系電解質膜を凌賀する耐久性と同等の膜抵抗を示す「炭化水素系電解質材料」など優れた材料や多くの学術的知見を創出してきました。

　この成果を来たるべき燃料電池自動車の大規模普及に適用するため、NEDO委託事業として2015年5月から本センターを中心に新たな“S”Per-FC（Superlative, Stable, and Scalable Performance Fuel Cell）プロジェクトを発足しました。本プロジェクトでは、関連学理、先端機器を駆使して、電極触媒、電解質材料、及びそれらの機能を極限まで発揮させる触媒層の評価・解析を通してその有用性を検証し、高出力・高耐久・高効率材料としての新コンセプトを創出します。これら新コンセプトの産業界展開により、貴金属使用量を一桁低減した低価格乗用車や耐久性を十倍に高めた商用車の実現に貢献します。

研究内容 Project Objectives

1nm

高活性・高耐久性合金触媒Highly Active, Highly Durable Alloy Catalysts

高活性・高耐久性を両立した電極触媒の開発・評価を行っています。粒子サイズ、組成を精密制御したPt合金ナノ粒子表面にPt原子で均一に被覆した安定化Ptスキン-Pt合金高分散触媒の合成に成功しており、量産化・低コスト化に向けて研究を進めています。

安定化PtスキンーPtCo合金ナノ粒子/C触媒の電子顕微鏡写真（STEM image of stabilized Pt skin-PtCo alloy/C catalysts）

d/nm

Volume fraction,％

高電位安定性担体・担持触媒Highly Durable Supports and Supported Catalysts

現在広く用いられている炭素担体に替わり得る高電位でも安定な担体（高電気伝導性酸化物など）の開発・評価を行っています。開発した担体に上記の白金合金ナノ粒子を担持した電極触媒を調製し、活性評価と耐食試験を行っています。

透過型電子顕微鏡（Transmission electron microscope）

新型高分子電解質膜New Polymer Electrolyte Membranes

様々な運転環境下でも安定した高いプロトン導電率を示す高分子電解質膜の開発を行っています。従来のフッ素系電解質膜と比べ、安価で導電率が高く機械強度の優れた長期運転可能な炭化水素系膜の合成に成功しています。燃料電池自動車で想定される高温低加湿および低温に対応するPEFCの実現に向け、大きな貢献をしています。

電解質膜合成設備 （Facility for synthesis of polymer electrolyte membranes）

X線小角散乱（SAXS）測定装置（Small angle X-ray scattering （SAXS） system）

電解質膜のSAXSプロファイル（SAXS profile of polymer electrolyte membrane）

触媒層と膜電極接合体（MEA）Catalyst Layers and MEAs

電極触媒を有効に機能させるため、気体（反応分子）、イオン、電子が効率よく反応できる触媒層構造の設計・開発を行っています。この最適化された電極触媒と新型高分子電解質膜を接合して、当センターオリジナルの膜電極接合体（MEA）を作製しています。

原子間力顕微鏡によるプロトンパスの分布解析（AFM image of proton-conducting path on membrane surface）

電子顕微鏡によるPt粒子分布の三次元解析（Visualization of Pt catalysts by 3D-STEM characterization）

燃料改質・精製触媒Catalysts for Hydrogen Production and Purification

炭化水素化合物（天然ガスなど）を改質して、効率よく水素を製造する触媒を開発しています。また、得られた水素に含まれる微量のCOを選択的に除去する精製触媒として、現在主流のCO選択酸化触媒、またこれに替わる高性能のCO選択メタン化触媒を開発しています。

水素精製触媒の電子顕微鏡像（TEM image of hydrogen purification catalyst）

改質触媒評価装置（Catalytic activity measurement system）

安定化Ptスキン-PtCo合金触媒 連珠状導電性セラミック担体 炭化水素系電解質膜

飯山 明裕

Research Items研究開発項目

　カソード触媒の活性・耐久性を飛躍的に向上するための新たなコンセプトを、安定化Ptスキン-合金触媒、カーボン担体、導電性セラミック担体、更にはそれらの界面の微細構造や表面電子状態等の解析を通じて明らかにする。得られたコンセプトは、カーボン担体系／セラミック担体系カソード触媒、MEA構成により検証する。

カソード触媒材料の新規コンセプト創出1 Creation of a new concept for the cathode catalyst material

　炭化水素系電解質膜・バインダーの分子構造や高次構造、モルフォルジー、水分子の存在状態／挙動等の評価・解析を通じて、広温度・湿度範囲の燃料電池作動条件下でも耐久性と高性能化を両立する電解質材料の新規コンセプトを確立する。

電解質材料の新規コンセプト創出2 Creation of a new concept for the electrolyte material

　低白金で高ロバスト化・高耐久化を可能にするアノード触媒の設計指針をMEAでの検証を経て確立する。

不純物高耐性次世代アノード触媒のコンセプト創出3Creation of a new concept for next-generation anode catalysts with higher resistance to impurities

Superlative, Stable, and Scalable Performance Fuel Cell Project

Per-FC プロジェクトSSS

　プロジェクトマネージャーの下に、山梨大学を中心として、田中貴金属（株）、（株）カネカ、パナソニック（株）、（株）日産アーク、（株）東レリサーチセンター、岩手大学、信州大学、東北大学が共同して研究を進めています。

研究開発体制 Organization of the R&D

　センター長の下に、金属研究部門、セラミックス研究部門、高分子研究部門、研究企画部門の4つの部門があります。研究企画部門には、燃料電池研究拠点支援室が附属しています。また、姉妹センターであるクリーンエネルギー研究センターとの兼任教員５名を含めて、教員数は27名に上ります。さらに国内外の研究者との緊密な連携で研究を進めています。

組織体制

Target of the Project研究目標　自動車用燃料電池として2025年度（平成37年度）以降の大量普及期の実用化を見据え、2019年度（平成31年度）末において、出力密度×耐久時間／（単位出力あたりの貴金属使用量）として現行の10倍以上を実現するための要素技術を確立する。

田中貴金属山梨大学

高出力・高耐久・高効率燃料電池材料のコンセプト創出

電極触媒のコンセプト創出

①電極触媒材料の新規コンセプト創出②電解質材料の新規コンセプト創出③不純物高耐性次世代アノード触媒の　コンセプト創出

パナソニック実用セルによる

電極触媒・電解質材料コンセプト検証

日産アーク最先端計測による電極触媒のキャラクタリゼーション

東北大学計算科学によるアノード触媒の被毒・劣化メカニズム

カネカ電解質材料のコンセプト創出

岩手大学Ptの分布を制御した合金アノード触媒

信州大学酸化物-Pt複合アノード触媒

【共同実施】

性能・劣化機構のマルチ解析東レリサーチセンター

外部協力団体FCCJなど

海外研究機関NEDO評価プロジェクト等

Research Facilities and Activities研究設備・研究活動

PEFC運転試験Evaluation of PEFCs

上記MEAを用いて、自動車用・定置用燃料電池において想定される作動条件に対応したPEFC耐久試験を行っています。出力特性や寿命を支配する因子を研究し、電池特性のさらなる向上に向けた電極触媒や電解質膜の設計指針にフィードバックしています。

触媒・電解質膜設計のための基礎研究Fundamental Studies for New Design ofCatalysts and Membranes

電極触媒や高分子電解質膜の構造解析をマルチスケールで行い、新材料設計につなげています。電気化学的手法、原子スケールの表面観察、赤外・光電子スペクトル分析、量子化学計算を複合的に実施し、材料構造から反応・移動現象を理解し材料設計に生かしています。

Members of the Center

燃料電池セル（Single cell）単セル評価装置（Evaluation system for single cell performance）

電池内反応分布の可視化実験Visualization of Reaction Distribution in Fuel Cells

劣化機構の解析やセル設計のため、燃料電池内の反応分布を理解することは非常に重要です。新たに開発した可視化装置を用いて、運転状態における電池内部のガス分圧や温度などの分布、あるいは電極の腐食挙動を高時間・空間分解能で可視化することに成功しています。

可視化装置（Visualization system）燃料電池内の酸素分圧可視化像（Visualized oxygen partial pressure in a cell）

中国科学院 教授　Li-Jun Wan大邱慶北科学技術院 教授　Hasuck Kim

早稲田大学理工学術院 教授　西出 宏之工学院大学工学部 教授　高羽 洋充

燃料電池研究拠点支援室

センター長・教授

クリーンエネルギー研究センター兼任教員

その他　国内外から事業参加する研究者（客員教授等）

金属研究部門 セラミック研究部門 高分子研究部門 研究企画部門

顧問

情報交換

定期的情報交換会 ライセンス・技術移転

技術利用業界材料企業など

情報交換・サンプル提供連携強化

自動車業界

内田 誠柿沼 克良常田 貴夫矢野 啓脇坂 暢須田 耕平川本 鉄平チュヨン ジェンフォン岩瀧 敏男

部門長・教授教 授教 授准 教 授客員准教授助 教研 究 員研 究 員研 究 員

東山 和寿宮尾 敏広山下 壽生西野 華子

部門長・教授教 授客 員 教 授助 教

内田 裕之宮武 健治犬飼 潤治野原 愼士三宅 純平井上 貴博

センター長・教授教 授教 授准 教 授助 教研 究 員

宮武 健治上野 武夫秋山 良ジャン ヤオジェン

部門長・教授客 員 教 授研 究 員研 究 員

小俣 富男ドナルド A.トリック出来 成人丹下 昭二田島 收橋本 登大仲 英巳永田 裕二児玉 美香

部門長・教授教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授研 究 員

渡辺 政廣

堀内 俊孝原品 光許

室 長参 事

　本センターは、2008年4月からNEDO受託研究HiPer-FC（High Performance Fuel Cell）プロジェクトにより、固体高分子形燃料電池の高性能・高信頼・低コスト化を達成する新材料の研究開発を推進してきました。　この研究活動から、電位変動に対して極めて高い安定性を示す「安定化Ptスキン-合金触媒」や「連珠状導電性セラミック担体」、またフッ素系電解質膜を凌賀する耐久性と同等の膜抵抗を示す「炭化水素系電解質材料」など優れた材料や多くの学術的知見を創出してきました。

　この成果を来たるべき燃料電池自動車の大規模普及に適用するため、NEDO委託事業として2015年5月から本センターを中心に新たな“S”Per-FC（Superlative, Stable, and Scalable Performance Fuel Cell）プロジェクトを発足しました。本プロジェクトでは、関連学理、先端機器を駆使して、電極触媒、電解質材料、及びそれらの機能を極限まで発揮させる触媒層の評価・解析を通してその有用性を検証し、高出力・高耐久・高効率材料としての新コンセプトを創出します。これら新コンセプトの産業界展開により、貴金属使用量を一桁低減した低価格乗用車や耐久性を十倍に高めた商用車の実現に貢献します。

研究内容 Project Objectives

1nm

高活性・高耐久性合金触媒Highly Active, Highly Durable Alloy Catalysts

高活性・高耐久性を両立した電極触媒の開発・評価を行っています。粒子サイズ、組成を精密制御したPt合金ナノ粒子表面にPt原子で均一に被覆した安定化Ptスキン-Pt合金高分散触媒の合成に成功しており、量産化・低コスト化に向けて研究を進めています。

安定化PtスキンーPtCo合金ナノ粒子/C触媒の電子顕微鏡写真（STEM image of stabilized Pt skin-PtCo alloy/C catalysts）

d/nm

Volume fraction,％

高電位安定性担体・担持触媒Highly Durable Supports and Supported Catalysts

現在広く用いられている炭素担体に替わり得る高電位でも安定な担体（高電気伝導性酸化物など）の開発・評価を行っています。開発した担体に上記の白金合金ナノ粒子を担持した電極触媒を調製し、活性評価と耐食試験を行っています。

透過型電子顕微鏡（Transmission electron microscope）

新型高分子電解質膜New Polymer Electrolyte Membranes

様々な運転環境下でも安定した高いプロトン導電率を示す高分子電解質膜の開発を行っています。従来のフッ素系電解質膜と比べ、安価で導電率が高く機械強度の優れた長期運転可能な炭化水素系膜の合成に成功しています。燃料電池自動車で想定される高温低加湿および低温に対応するPEFCの実現に向け、大きな貢献をしています。

電解質膜合成設備 （Facility for synthesis of polymer electrolyte membranes）

X線小角散乱（SAXS）測定装置（Small angle X-ray scattering （SAXS） system）

電解質膜のSAXSプロファイル（SAXS profile of polymer electrolyte membrane）

触媒層と膜電極接合体（MEA）Catalyst Layers and MEAs

電極触媒を有効に機能させるため、気体（反応分子）、イオン、電子が効率よく反応できる触媒層構造の設計・開発を行っています。この最適化された電極触媒と新型高分子電解質膜を接合して、当センターオリジナルの膜電極接合体（MEA）を作製しています。

原子間力顕微鏡によるプロトンパスの分布解析（AFM image of proton-conducting path on membrane surface）

電子顕微鏡によるPt粒子分布の三次元解析（Visualization of Pt catalysts by 3D-STEM characterization）

燃料改質・精製触媒Catalysts for Hydrogen Production and Purification

炭化水素化合物（天然ガスなど）を改質して、効率よく水素を製造する触媒を開発しています。また、得られた水素に含まれる微量のCOを選択的に除去する精製触媒として、現在主流のCO選択酸化触媒、またこれに替わる高性能のCO選択メタン化触媒を開発しています。

水素精製触媒の電子顕微鏡像（TEM image of hydrogen purification catalyst）

改質触媒評価装置（Catalytic activity measurement system）

安定化Ptスキン-PtCo合金触媒 連珠状導電性セラミック担体 炭化水素系電解質膜

飯山 明裕

Research Items研究開発項目

　カソード触媒の活性・耐久性を飛躍的に向上するための新たなコンセプトを、安定化Ptスキン-合金触媒、カーボン担体、導電性セラミック担体、更にはそれらの界面の微細構造や表面電子状態等の解析を通じて明らかにする。得られたコンセプトは、カーボン担体系／セラミック担体系カソード触媒、MEA構成により検証する。

カソード触媒材料の新規コンセプト創出1 Creation of a new concept for the cathode catalyst material

　炭化水素系電解質膜・バインダーの分子構造や高次構造、モルフォルジー、水分子の存在状態／挙動等の評価・解析を通じて、広温度・湿度範囲の燃料電池作動条件下でも耐久性と高性能化を両立する電解質材料の新規コンセプトを確立する。

電解質材料の新規コンセプト創出2 Creation of a new concept for the electrolyte material

　低白金で高ロバスト化・高耐久化を可能にするアノード触媒の設計指針をMEAでの検証を経て確立する。

不純物高耐性次世代アノード触媒のコンセプト創出3Creation of a new concept for next-generation anode catalysts with higher resistance to impurities

Superlative, Stable, and Scalable Performance Fuel Cell Project

Per-FC プロジェクトSSS

　プロジェクトマネージャーの下に、山梨大学を中心として、田中貴金属（株）、（株）カネカ、パナソニック（株）、（株）日産アーク、（株）東レリサーチセンター、岩手大学、信州大学、東北大学が共同して研究を進めています。

研究開発体制 Organization of the R&D

　センター長の下に、金属研究部門、セラミックス研究部門、高分子研究部門、研究企画部門の4つの部門があります。研究企画部門には、燃料電池研究拠点支援室が附属しています。また、姉妹センターであるクリーンエネルギー研究センターとの兼任教員５名を含めて、教員数は27名に上ります。さらに国内外の研究者との緊密な連携で研究を進めています。

組織体制

Target of the Project研究目標　自動車用燃料電池として2025年度（平成37年度）以降の大量普及期の実用化を見据え、2019年度（平成31年度）末において、出力密度×耐久時間／（単位出力あたりの貴金属使用量）として現行の10倍以上を実現するための要素技術を確立する。

田中貴金属山梨大学

高出力・高耐久・高効率燃料電池材料のコンセプト創出

電極触媒のコンセプト創出

①電極触媒材料の新規コンセプト創出②電解質材料の新規コンセプト創出③不純物高耐性次世代アノード触媒の　コンセプト創出

パナソニック実用セルによる

電極触媒・電解質材料コンセプト検証

日産アーク最先端計測による電極触媒のキャラクタリゼーション

東北大学計算科学によるアノード触媒の被毒・劣化メカニズム

カネカ電解質材料のコンセプト創出

岩手大学Ptの分布を制御した合金アノード触媒

信州大学酸化物-Pt複合アノード触媒

【共同実施】

性能・劣化機構のマルチ解析東レリサーチセンター

外部協力団体FCCJなど

海外研究機関NEDO評価プロジェクト等

Research Facilities and Activities研究設備・研究活動

PEFC運転試験Evaluation of PEFCs

上記MEAを用いて、自動車用・定置用燃料電池において想定される作動条件に対応したPEFC耐久試験を行っています。出力特性や寿命を支配する因子を研究し、電池特性のさらなる向上に向けた電極触媒や電解質膜の設計指針にフィードバックしています。

触媒・電解質膜設計のための基礎研究Fundamental Studies for New Design ofCatalysts and Membranes

電極触媒や高分子電解質膜の構造解析をマルチスケールで行い、新材料設計につなげています。電気化学的手法、原子スケールの表面観察、赤外・光電子スペクトル分析、量子化学計算を複合的に実施し、材料構造から反応・移動現象を理解し材料設計に生かしています。

Members of the Center

燃料電池セル（Single cell）単セル評価装置（Evaluation system for single cell performance）

電池内反応分布の可視化実験Visualization of Reaction Distribution in Fuel Cells

劣化機構の解析やセル設計のため、燃料電池内の反応分布を理解することは非常に重要です。新たに開発した可視化装置を用いて、運転状態における電池内部のガス分圧や温度などの分布、あるいは電極の腐食挙動を高時間・空間分解能で可視化することに成功しています。

可視化装置（Visualization system）燃料電池内の酸素分圧可視化像（Visualized oxygen partial pressure in a cell）

中国科学院 教授　Li-Jun Wan大邱慶北科学技術院 教授　Hasuck Kim

早稲田大学理工学術院 教授　西出 宏之工学院大学工学部 教授　高羽 洋充

燃料電池研究拠点支援室

センター長・教授

クリーンエネルギー研究センター兼任教員

その他　国内外から事業参加する研究者（客員教授等）

金属研究部門 セラミック研究部門 高分子研究部門 研究企画部門

顧問

情報交換

定期的情報交換会 ライセンス・技術移転

技術利用業界材料企業など

情報交換・サンプル提供連携強化

自動車業界

内田 誠柿沼 克良常田 貴夫矢野 啓脇坂 暢須田 耕平川本 鉄平チュヨン ジェンフォン岩瀧 敏男

部門長・教授教 授教 授准 教 授客員准教授助 教研 究 員研 究 員研 究 員

東山 和寿宮尾 敏広山下 壽生西野 華子

部門長・教授教 授客 員 教 授助 教

内田 裕之宮武 健治犬飼 潤治野原 愼士三宅 純平井上 貴博

センター長・教授教 授教 授准 教 授助 教研 究 員

宮武 健治上野 武夫秋山 良ジャン ヤオジェン

部門長・教授客 員 教 授研 究 員研 究 員

小俣 富男ドナルド A.トリック出来 成人丹下 昭二田島 收橋本 登大仲 英巳永田 裕二児玉 美香

部門長・教授教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授研 究 員

渡辺 政廣

堀内 俊孝原品 光許

室 長参 事

　本センターは、2008年4月からNEDO受託研究HiPer-FC（High Performance Fuel Cell）プロジェクトにより、固体高分子形燃料電池の高性能・高信頼・低コスト化を達成する新材料の研究開発を推進してきました。　この研究活動から、電位変動に対して極めて高い安定性を示す「安定化Ptスキン-合金触媒」や「連珠状導電性セラミック担体」、またフッ素系電解質膜を凌賀する耐久性と同等の膜抵抗を示す「炭化水素系電解質材料」など優れた材料や多くの学術的知見を創出してきました。

　この成果を来たるべき燃料電池自動車の大規模普及に適用するため、NEDO委託事業として2015年5月から本センターを中心に新たな“S”Per-FC（Superlative, Stable, and Scalable Performance Fuel Cell）プロジェクトを発足しました。本プロジェクトでは、関連学理、先端機器を駆使して、電極触媒、電解質材料、及びそれらの機能を極限まで発揮させる触媒層の評価・解析を通してその有用性を検証し、高出力・高耐久・高効率材料としての新コンセプトを創出します。これら新コンセプトの産業界展開により、貴金属使用量を一桁低減した低価格乗用車や耐久性を十倍に高めた商用車の実現に貢献します。

研究内容 Project Objectives

1nm

高活性・高耐久性合金触媒Highly Active, Highly Durable Alloy Catalysts

高活性・高耐久性を両立した電極触媒の開発・評価を行っています。粒子サイズ、組成を精密制御したPt合金ナノ粒子表面にPt原子で均一に被覆した安定化Ptスキン-Pt合金高分散触媒の合成に成功しており、量産化・低コスト化に向けて研究を進めています。

安定化PtスキンーPtCo合金ナノ粒子/C触媒の電子顕微鏡写真（STEM image of stabilized Pt skin-PtCo alloy/C catalysts）

d/nm

Volume fraction,％

高電位安定性担体・担持触媒Highly Durable Supports and Supported Catalysts

現在広く用いられている炭素担体に替わり得る高電位でも安定な担体（高電気伝導性酸化物など）の開発・評価を行っています。開発した担体に上記の白金合金ナノ粒子を担持した電極触媒を調製し、活性評価と耐食試験を行っています。

透過型電子顕微鏡（Transmission electron microscope）

新型高分子電解質膜New Polymer Electrolyte Membranes

様々な運転環境下でも安定した高いプロトン導電率を示す高分子電解質膜の開発を行っています。従来のフッ素系電解質膜と比べ、安価で導電率が高く機械強度の優れた長期運転可能な炭化水素系膜の合成に成功しています。燃料電池自動車で想定される高温低加湿および低温に対応するPEFCの実現に向け、大きな貢献をしています。

電解質膜合成設備 （Facility for synthesis of polymer electrolyte membranes）

X線小角散乱（SAXS）測定装置（Small angle X-ray scattering （SAXS） system）

電解質膜のSAXSプロファイル（SAXS profile of polymer electrolyte membrane）

触媒層と膜電極接合体（MEA）Catalyst Layers and MEAs

電極触媒を有効に機能させるため、気体（反応分子）、イオン、電子が効率よく反応できる触媒層構造の設計・開発を行っています。この最適化された電極触媒と新型高分子電解質膜を接合して、当センターオリジナルの膜電極接合体（MEA）を作製しています。

原子間力顕微鏡によるプロトンパスの分布解析（AFM image of proton-conducting path on membrane surface）

電子顕微鏡によるPt粒子分布の三次元解析（Visualization of Pt catalysts by 3D-STEM characterization）

燃料改質・精製触媒Catalysts for Hydrogen Production and Purification

炭化水素化合物（天然ガスなど）を改質して、効率よく水素を製造する触媒を開発しています。また、得られた水素に含まれる微量のCOを選択的に除去する精製触媒として、現在主流のCO選択酸化触媒、またこれに替わる高性能のCO選択メタン化触媒を開発しています。

水素精製触媒の電子顕微鏡像（TEM image of hydrogen purification catalyst）

改質触媒評価装置（Catalytic activity measurement system）

安定化Ptスキン-PtCo合金触媒 連珠状導電性セラミック担体 炭化水素系電解質膜

飯山 明裕

Research Items研究開発項目

　カソード触媒の活性・耐久性を飛躍的に向上するための新たなコンセプトを、安定化Ptスキン-合金触媒、カーボン担体、導電性セラミック担体、更にはそれらの界面の微細構造や表面電子状態等の解析を通じて明らかにする。得られたコンセプトは、カーボン担体系／セラミック担体系カソード触媒、MEA構成により検証する。

カソード触媒材料の新規コンセプト創出1 Creation of a new concept for the cathode catalyst material

　炭化水素系電解質膜・バインダーの分子構造や高次構造、モルフォルジー、水分子の存在状態／挙動等の評価・解析を通じて、広温度・湿度範囲の燃料電池作動条件下でも耐久性と高性能化を両立する電解質材料の新規コンセプトを確立する。

電解質材料の新規コンセプト創出2 Creation of a new concept for the electrolyte material

　低白金で高ロバスト化・高耐久化を可能にするアノード触媒の設計指針をMEAでの検証を経て確立する。

不純物高耐性次世代アノード触媒のコンセプト創出3Creation of a new concept for next-generation anode catalysts with higher resistance to impurities

Superlative, Stable, and Scalable Performance Fuel Cell Project

Per-FC プロジェクトSSS

　プロジェクトマネージャーの下に、山梨大学を中心として、田中貴金属（株）、（株）カネカ、パナソニック（株）、（株）日産アーク、（株）東レリサーチセンター、岩手大学、信州大学、東北大学が共同して研究を進めています。

研究開発体制 Organization of the R&D

　センター長の下に、金属研究部門、セラミックス研究部門、高分子研究部門、研究企画部門の4つの部門があります。研究企画部門には、燃料電池研究拠点支援室が附属しています。また、姉妹センターであるクリーンエネルギー研究センターとの兼任教員５名を含めて、教員数は27名に上ります。さらに国内外の研究者との緊密な連携で研究を進めています。

組織体制

Target of the Project研究目標　自動車用燃料電池として2025年度（平成37年度）以降の大量普及期の実用化を見据え、2019年度（平成31年度）末において、出力密度×耐久時間／（単位出力あたりの貴金属使用量）として現行の10倍以上を実現するための要素技術を確立する。

田中貴金属山梨大学

高出力・高耐久・高効率燃料電池材料のコンセプト創出

電極触媒のコンセプト創出

①電極触媒材料の新規コンセプト創出②電解質材料の新規コンセプト創出③不純物高耐性次世代アノード触媒の　コンセプト創出

パナソニック実用セルによる

電極触媒・電解質材料コンセプト検証

日産アーク最先端計測による電極触媒のキャラクタリゼーション

東北大学計算科学によるアノード触媒の被毒・劣化メカニズム

カネカ電解質材料のコンセプト創出

岩手大学Ptの分布を制御した合金アノード触媒

信州大学酸化物-Pt複合アノード触媒

【共同実施】

性能・劣化機構のマルチ解析東レリサーチセンター

外部協力団体FCCJなど

海外研究機関NEDO評価プロジェクト等

Research Facilities and Activities研究設備・研究活動

PEFC運転試験Evaluation of PEFCs

上記MEAを用いて、自動車用・定置用燃料電池において想定される作動条件に対応したPEFC耐久試験を行っています。出力特性や寿命を支配する因子を研究し、電池特性のさらなる向上に向けた電極触媒や電解質膜の設計指針にフィードバックしています。

触媒・電解質膜設計のための基礎研究Fundamental Studies for New Design ofCatalysts and Membranes

電極触媒や高分子電解質膜の構造解析をマルチスケールで行い、新材料設計につなげています。電気化学的手法、原子スケールの表面観察、赤外・光電子スペクトル分析、量子化学計算を複合的に実施し、材料構造から反応・移動現象を理解し材料設計に生かしています。

Members of the Center

燃料電池セル（Single cell）単セル評価装置（Evaluation system for single cell performance）

電池内反応分布の可視化実験Visualization of Reaction Distribution in Fuel Cells

劣化機構の解析やセル設計のため、燃料電池内の反応分布を理解することは非常に重要です。新たに開発した可視化装置を用いて、運転状態における電池内部のガス分圧や温度などの分布、あるいは電極の腐食挙動を高時間・空間分解能で可視化することに成功しています。

可視化装置（Visualization system）燃料電池内の酸素分圧可視化像（Visualized oxygen partial pressure in a cell）

中国科学院 教授　Li-Jun Wan大邱慶北科学技術院 教授　Hasuck Kim

早稲田大学理工学術院 教授　西出 宏之工学院大学工学部 教授　高羽 洋充

燃料電池研究拠点支援室

センター長・教授

クリーンエネルギー研究センター兼任教員

その他　国内外から事業参加する研究者（客員教授等）

金属研究部門 セラミック研究部門 高分子研究部門 研究企画部門

顧問

情報交換

定期的情報交換会 ライセンス・技術移転

技術利用業界材料企業など

情報交換・サンプル提供連携強化

自動車業界

内田 誠柿沼 克良常田 貴夫矢野 啓脇坂 暢須田 耕平川本 鉄平チュヨン ジェンフォン岩瀧 敏男

部門長・教授教 授教 授准 教 授客員准教授助 教研 究 員研 究 員研 究 員

東山 和寿宮尾 敏広山下 壽生西野 華子

部門長・教授教 授客 員 教 授助 教

内田 裕之宮武 健治犬飼 潤治野原 愼士三宅 純平井上 貴博

センター長・教授教 授教 授准 教 授助 教研 究 員

宮武 健治上野 武夫秋山 良ジャン ヤオジェン

部門長・教授客 員 教 授研 究 員研 究 員

小俣 富男ドナルド A.トリック出来 成人丹下 昭二田島 收橋本 登大仲 英巳永田 裕二児玉 美香

部門長・教授教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授客 員 教 授研 究 員

渡辺 政廣

堀内 俊孝原品 光許

室 長参 事

　本センターは、2008年4月からNEDO受託研究HiPer-FC（High Performance Fuel Cell）プロジェクトにより、固体高分子形燃料電池の高性能・高信頼・低コスト化を達成する新材料の研究開発を推進してきました。　この研究活動から、電位変動に対して極めて高い安定性を示す「安定化Ptスキン-合金触媒」や「連珠状導電性セラミック担体」、またフッ素系電解質膜を凌賀する耐久性と同等の膜抵抗を示す「炭化水素系電解質材料」など優れた材料や多くの学術的知見を創出してきました。

　この成果を来たるべき燃料電池自動車の大規模普及に適用するため、NEDO委託事業として2015年5月から本センターを中心に新たな“S”Per-FC（Superlative, Stable, and Scalable Performance Fuel Cell）プロジェクトを発足しました。本プロジェクトでは、関連学理、先端機器を駆使して、電極触媒、電解質材料、及びそれらの機能を極限まで発揮させる触媒層の評価・解析を通してその有用性を検証し、高出力・高耐久・高効率材料としての新コンセプトを創出します。これら新コンセプトの産業界展開により、貴金属使用量を一桁低減した低価格乗用車や耐久性を十倍に高めた商用車の実現に貢献します。

研究内容 Project Objectives

1nm

高活性・高耐久性合金触媒Highly Active, Highly Durable Alloy Catalysts

高活性・高耐久性を両立した電極触媒の開発・評価を行っています。粒子サイズ、組成を精密制御したPt合金ナノ粒子表面にPt原子で均一に被覆した安定化Ptスキン-Pt合金高分散触媒の合成に成功しており、量産化・低コスト化に向けて研究を進めています。

安定化PtスキンーPtCo合金ナノ粒子/C触媒の電子顕微鏡写真（STEM image of stabilized Pt skin-PtCo alloy/C catalysts）

d/nm

Volume fraction,％

高電位安定性担体・担持触媒Highly Durable Supports and Supported Catalysts

現在広く用いられている炭素担体に替わり得る高電位でも安定な担体（高電気伝導性酸化物など）の開発・評価を行っています。開発した担体に上記の白金合金ナノ粒子を担持した電極触媒を調製し、活性評価と耐食試験を行っています。

透過型電子顕微鏡（Transmission electron microscope）

新型高分子電解質膜New Polymer Electrolyte Membranes

様々な運転環境下でも安定した高いプロトン導電率を示す高分子電解質膜の開発を行っています。従来のフッ素系電解質膜と比べ、安価で導電率が高く機械強度の優れた長期運転可能な炭化水素系膜の合成に成功しています。燃料電池自動車で想定される高温低加湿および低温に対応するPEFCの実現に向け、大きな貢献をしています。

電解質膜合成設備 （Facility for synthesis of polymer electrolyte membranes）

X線小角散乱（SAXS）測定装置（Small angle X-ray scattering （SAXS） system）

電解質膜のSAXSプロファイル（SAXS profile of polymer electrolyte membrane）

触媒層と膜電極接合体（MEA）Catalyst Layers and MEAs

電極触媒を有効に機能させるため、気体（反応分子）、イオン、電子が効率よく反応できる触媒層構造の設計・開発を行っています。この最適化された電極触媒と新型高分子電解質膜を接合して、当センターオリジナルの膜電極接合体（MEA）を作製しています。

原子間力顕微鏡によるプロトンパスの分布解析（AFM image of proton-conducting path on membrane surface）

電子顕微鏡によるPt粒子分布の三次元解析（Visualization of Pt catalysts by 3D-STEM characterization）

燃料改質・精製触媒Catalysts for Hydrogen Production and Purification

炭化水素化合物（天然ガスなど）を改質して、効率よく水素を製造する触媒を開発しています。また、得られた水素に含まれる微量のCOを選択的に除去する精製触媒として、現在主流のCO選択酸化触媒、またこれに替わる高性能のCO選択メタン化触媒を開発しています。

水素精製触媒の電子顕微鏡像（TEM image of hydrogen purification catalyst）

改質触媒評価装置（Catalytic activity measurement system）

安定化Ptスキン-PtCo合金触媒 連珠状導電性セラミック担体 炭化水素系電解質膜

飯山 明裕

Research Items研究開発項目

　カソード触媒の活性・耐久性を飛躍的に向上するための新たなコンセプトを、安定化Ptスキン-合金触媒、カーボン担体、導電性セラミック担体、更にはそれらの界面の微細構造や表面電子状態等の解析を通じて明らかにする。得られたコンセプトは、カーボン担体系／セラミック担体系カソード触媒、MEA構成により検証する。

カソード触媒材料の新規コンセプト創出1 Creation of a new concept for the cathode catalyst material

　炭化水素系電解質膜・バインダーの分子構造や高次構造、モルフォルジー、水分子の存在状態／挙動等の評価・解析を通じて、広温度・湿度範囲の燃料電池作動条件下でも耐久性と高性能化を両立する電解質材料の新規コンセプトを確立する。

電解質材料の新規コンセプト創出2 Creation of a new concept for the electrolyte material

　低白金で高ロバスト化・高耐久化を可能にするアノード触媒の設計指針をMEAでの検証を経て確立する。

不純物高耐性次世代アノード触媒のコンセプト創出3Creation of a new concept for next-generation anode catalysts with higher resistance to impurities

Fuel Cell Nanomaterials Center, University of Yamanashi

http://fc-nano.yamanashi.ac.jp/

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター

山梨大学UNIVERSITY OF YAMANASHI

概 要

　我が国の「エネルギー基本計画（第四次）」に謳われる「水素社会」の実現に向けた取り組みの加速には、燃料電池のコスト低減と同時に、耐久性や性能のさらなる向上が必要です。その実現のため、燃料電池材料の革新的なコンセプトの創出が産業界から強く要望されており、そのためには、サイエンスに立ち戻った研究開発を行うことが必要です。

　本センターは、燃料電池の本格普及に資することを目的として、山梨県および関係省庁の絶大なご支援を得て、2008年4月に設立されました。経済産業省、国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が委託するプロジェクト「劣化機構とナノテクノロジーを融合した高性能セルのための基礎的材料開発」（略称HiPer-FCプロジェクト）に採択され、反応や劣化のメカニズムに関わる知見並びにナノテクノロジー等の先端技術の融合により触媒・電解質膜・膜電極接合体（MEA）などの燃料電池の材料研究を実施し、高性能・高信頼性・低コストを同時に実現可能な基礎技術を確立してまいりました。

　現在は、燃料電池の本格・大規模普及を可能にする高耐久・高性能・低コストの電極触媒、電解質材料（膜／バインダー）について、それらの機能を極限まで発揮させる触媒層の評価・解析を通してその有用性を検証し、新規コンセプトの創出を目指し研究開発を進めております。これらの研究開発の成果を広く産業界の皆様にご活用いただくことにより、燃料電池の本格・大規模普及に貢献をしたいと考えております。

　このように本センターは、本格的な燃料電池／水素社会に対応できるよう、多才な研究者陣容と世界トップレベルの先端設備をフル活用し、併せて産学官の共同研究、大学院教育にも積極的に関わり、先端的研究成果の創出と当該グリーンエネルギー分野を牽引する研究者・技術者の育成に取り組んでいます。

　皆様方の温かいご支援とご指導をよろしくお願い申し上げます。

1978.4～1988.31989.4～2001.32001.4～2008.4～

工学部附属燃料電池実験施設設置学内特別施設電気化学エネルギー変換研究室設置クリーンエネルギー研究センター設置燃料電池ナノ材料研究センター設置

Laboratory of Electrocatalysis for Fuel Cells

Outline of the Center

Laboratory of Electrochemical Energy ConversionClean Energy Research Center

沿 革

金属研究部門

Makoto Uchida内田 誠

セラミック研究部門

Kazutoshi Higashiyama東山 和寿

高分子研究部門

Kenji Miyatake宮武 健治

研究企画部門

Tomio Omata小俣富男

部門長

燃料電池の本格・大規模普及を目指して

【燃料電池ナノ材料研究センター　2008年4月設立】

高出力・高耐久・高効率燃料電池

高信頼性FCナノ材料設計・製法確立

教員26人

共同研究研究成果の実用化

メーカー・　研究機関

共同研究

人材育成

クリーンエネルギー研究センターグリーンエネルギー変換工学特別教育プログラム

協働研究 技術・情報収集発信

金 属セラミックス 高分子

ナノマテリアル

海外連携機関イリノイ大学ミュンヘン工科大学中国科学院・化学研究所大邱慶北科学技術院

新型固体電解質・混合導電体

可逆固体酸化物形セル

水素製造精製触媒

ハイブリッド電解質膜

新型電極触媒

高利用率膜電極接合体

新型炭化水素電解質膜

Fuel Cell Nanomaterials Center

Akihiro Iiyama

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター長Director, Fuel Cell Nanomaterials Center,University of Yamanashi

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター

〒400-0021 甲府市宮前町6-43TEL 055-254-7092

（甲府駅より徒歩20分、タクシー10分）

http://fc-nano.yamanashi.ac.jp/ホームページ

Fuel Cell Nanomaterials CenterUniversity of Yamanashi

6-43 Miyamae-cho,Kofu 400-0021

YAMANASHI

UNIVERSITYOF

武田神社

北東中

山梨大学附属小

山梨大学附属中

市立北新小

甲府第一高

山の手通り新紺屋小

武田 宮前 元紺屋

八幡神社

愛宕トンネル

愛宕山

山梨英和中

山梨英和高

JR甲府駅Kofu St.

至東京

至松本

JR中央本線

舞鶴城公園

武田通り

平和通り

山梨大学甲府キャンパス

クリーンエネルギー研究センターClean Energy Research Center

Fuel Cell Nanomaterials Center燃料電池ナノ材料研究センター

N

2017.4

教育学部・生命環境学部

本部

工学部

東グラウンド

F

Fミーティングルーム

兼任教員研究室

部門長室

部門長室

部門長室

研究室研究室

センター長室

研究室

事務室事務室

器材庫1器材庫2

202触媒評価室

204膜電極評価室

201膜電極合成室

203触媒合成室

205計算機室205計算機室

207レーザー室

レベル4レーザー対策室電気室

106触媒解析室

北側連絡口

入口

206クリーンルーム

クリーンルーム前室

102電池評価室

共同研究室1

共同研究室2

共同研究室3

共同研究室1

共同研究室2

共同研究室3

セミナー室セミナー室

管理室

薬品庫薬品庫

101TEM機械室

103TEM室

105SEM室

107NMR室

108X線分析室

104電池組立室

センター配置図燃料電池ナノ材料研究センター

オフィス棟（299 ㎡） 実験棟（1262 ㎡）

オフィス棟（299 ㎡） 実験棟（1291 ㎡）

会議室・研究者居室（683 ㎡）

山梨県庁

Fuel Cell Nanomaterials Center, University of Yamanashi

http://fc-nano.yamanashi.ac.jp/

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター

山梨大学UNIVERSITY OF YAMANASHI

概 要

　我が国の「エネルギー基本計画（第四次）」に謳われる「水素社会」の実現に向けた取り組みの加速には、燃料電池のコスト低減と同時に、耐久性や性能のさらなる向上が必要です。その実現のため、燃料電池材料の革新的なコンセプトの創出が産業界から強く要望されており、そのためには、サイエンスに立ち戻った研究開発を行うことが必要です。

　本センターは、燃料電池の本格普及に資することを目的として、山梨県および関係省庁の絶大なご支援を得て、2008年4月に設立されました。経済産業省、国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が委託するプロジェクト「劣化機構とナノテクノロジーを融合した高性能セルのための基礎的材料開発」（略称HiPer-FCプロジェクト）に採択され、反応や劣化のメカニズムに関わる知見並びにナノテクノロジー等の先端技術の融合により触媒・電解質膜・膜電極接合体（MEA）などの燃料電池の材料研究を実施し、高性能・高信頼性・低コストを同時に実現可能な基礎技術を確立してまいりました。

　現在は、燃料電池の本格・大規模普及を可能にする高耐久・高性能・低コストの電極触媒、電解質材料（膜／バインダー）について、それらの機能を極限まで発揮させる触媒層の評価・解析を通してその有用性を検証し、新規コンセプトの創出を目指し研究開発を進めております。これらの研究開発の成果を広く産業界の皆様にご活用いただくことにより、燃料電池の本格・大規模普及に貢献をしたいと考えております。

　このように本センターは、本格的な燃料電池／水素社会に対応できるよう、多才な研究者陣容と世界トップレベルの先端設備をフル活用し、併せて産学官の共同研究、大学院教育にも積極的に関わり、先端的研究成果の創出と当該グリーンエネルギー分野を牽引する研究者・技術者の育成に取り組んでいます。

　皆様方の温かいご支援とご指導をよろしくお願い申し上げます。

1978.4～1988.31989.4～2001.32001.4～2008.4～

工学部附属燃料電池実験施設設置学内特別施設電気化学エネルギー変換研究室設置クリーンエネルギー研究センター設置燃料電池ナノ材料研究センター設置

Laboratory of Electrocatalysis for Fuel Cells

Outline of the Center

Laboratory of Electrochemical Energy ConversionClean Energy Research Center

沿 革

金属研究部門

Makoto Uchida内田 誠

セラミック研究部門

Kazutoshi Higashiyama東山 和寿

高分子研究部門

Kenji Miyatake宮武 健治

研究企画部門

Tomio Omata小俣富男

部門長

燃料電池の本格・大規模普及を目指して

【燃料電池ナノ材料研究センター　2008年4月設立】

高出力・高耐久・高効率燃料電池

高信頼性FCナノ材料設計・製法確立

教員26人

共同研究研究成果の実用化

メーカー・　研究機関

共同研究

人材育成

クリーンエネルギー研究センターグリーンエネルギー変換工学特別教育プログラム

協働研究 技術・情報収集発信

金 属セラミックス 高分子

ナノマテリアル

海外連携機関イリノイ大学ミュンヘン工科大学中国科学院・化学研究所大邱慶北科学技術院

新型固体電解質・混合導電体

可逆固体酸化物形セル

水素製造精製触媒

ハイブリッド電解質膜

新型電極触媒

高利用率膜電極接合体

新型炭化水素電解質膜

Fuel Cell Nanomaterials Center

Akihiro Iiyama

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター長Director, Fuel Cell Nanomaterials Center,University of Yamanashi

山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター

〒400-0021 甲府市宮前町6-43TEL 055-254-7092

（甲府駅より徒歩20分、タクシー10分）

http://fc-nano.yamanashi.ac.jp/ホームページ

Fuel Cell Nanomaterials CenterUniversity of Yamanashi

6-43 Miyamae-cho,Kofu 400-0021

YAMANASHI

UNIVERSITYOF

武田神社

北東中

山梨大学附属小

山梨大学附属中

市立北新小

甲府第一高

山の手通り新紺屋小

武田 宮前 元紺屋

八幡神社

愛宕トンネル

愛宕山

山梨英和中

山梨英和高

JR甲府駅Kofu St.

至東京

至松本

JR中央本線

舞鶴城公園

武田通り

平和通り

山梨大学甲府キャンパス

クリーンエネルギー研究センターClean Energy Research Center

Fuel Cell Nanomaterials Center燃料電池ナノ材料研究センター

N

2017.4

教育学部・生命環境学部

本部

工学部

東グラウンド

F

Fミーティングルーム

兼任教員研究室

部門長室

部門長室

部門長室

研究室研究室

センター長室

研究室

事務室事務室

器材庫1器材庫2

202触媒評価室

204膜電極評価室

201膜電極合成室

203触媒合成室

205計算機室205計算機室

207レーザー室

レベル4レーザー対策室電気室

106触媒解析室

北側連絡口

入口

206クリーンルーム

クリーンルーム前室

102電池評価室

共同研究室1

共同研究室2

共同研究室3

共同研究室1

共同研究室2

共同研究室3

セミナー室セミナー室

管理室

薬品庫薬品庫

101TEM機械室

103TEM室

105SEM室

107NMR室

108X線分析室

104電池組立室

センター配置図燃料電池ナノ材料研究センター

オフィス棟（299 ㎡） 実験棟（1262 ㎡）

オフィス棟（299 ㎡） 実験棟（1291 ㎡）

会議室・研究者居室（683 ㎡）

山梨県庁