湿式素材プロセッシング

[3207] Exploration of electrode materials for SO₂ solution electrolysis and strategy for low-cost hydrogen production

^○樂満啓亮, 畑田直行, 宇田哲也 (京都大学大学院 工学研究科)

司会: 安田幸司(京都大学)

Keywords:過電圧、炭素電極、メディエータ、ヨウ素

今後水素の需要は増大していくと予想され、水素社会実現のために効率的かつ環境負荷の少ない水素製造技術の確立が必要不可欠である。水電解による水素製造は再生可能エネルギーが利用できるが、消費電力の大きさや貴金属電極が必要などの問題点がある。そこで銅精錬などで大量に生成するSO₂ガスをアノード活物質として用いることで、理論分解電圧は酸素発生を伴う水電解に比べ大幅に低減することができる。反応後生成する硫酸は外販等再利用可能となる。さらに反応メディエータとしてヨウ素を用いることで、貴金属電極を用いずに低電力水素製造を実現できる可能性がある。
本研究の想定する水素製造プロセスはSO₂ガスの水への溶解、電気分解、硫酸の精製のプロセスからなる。溶解プロセスでは計算により十分な溶解度を見込めることを示した。電解プロセスでは、電解中におけるセル内の電位分布を求め、各部における電圧降下の評価法を確立した。これをもとに白金、白金黒、炭素電極等について電極特性評価を行い、アノードにおいて炭素電極が白金に代わりうる特性を持つことを示した。