课题基金 / 基金详情

Development of Fast Proton Conductors Using the Cooperative Effects of Hetero-functional Groups on Polymer Nanofibers

Development of Fast Proton Conductors Using the Cooperative Effects of Hetero-functional Groups on Polymer Nanofibers
利用聚合物纳米纤维上异官能团的协同作用开发快速质子导体
批准号：
21K05201
负责人：
田中 学
金额：
$2.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05201/
关键词：
高分子電解質ナノファイバープロトン伝導有機ナノイオニクス膜プロトン燃料電池

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项目成果

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本研究では、高分子膜において生体膜に類似する効率的なプロトンホッピング伝導を実現し、その従来とは異なるプロトン伝導機構を利用することで、次世代型燃料電池などの課題解決に繋がる革新的な高速プロトン伝導体を創製することを目的としている。我々のこれまでの研究において、ナノファイバー表面に効率的なプロトン伝導経路を構築することで、ナノファイバー複合膜のプロトン伝導性を向上させることに成功している。今年度はあらたに、塩基性高分子や双性イオン高分子によるナノファイバー修飾を検討した。酸官能基を有するナノファイバー表面に新規高分子を選択的に修飾し、その修飾状態を各種分光測定などで評価した。新規表面修飾ナノファイバーを高分子電解質マトリクスと複合し、ナノファイバー複合膜を得た。新規ナノファイバー複合膜では、ナノファイバーを含まない単独膜や従来のナノファイバー複合膜よりも高いプロトン伝導性を示した。特に低湿度において伝導度の向上は顕著であり、過度な水の存在を必要としない、新しいプロトン伝導機構の存在が示唆された。ナノファイバー表面に異種官能基を高密度に集積させることが、効率的なプロトン伝導の実現に効果的であることが示された。また、プロトン伝導性以外の特性、例えばガスバリア性や力学特性、化学的安定性などもあわせて評価し、新規ナノファイバー複合電解質膜が燃料電池応用に向けて優れた各種特性を有することを明らかにした。
期刊论文(10)
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科研奖励(0)
会议论文
Fabrication and Characterizations of Polymer Electrolyte Composite Membranes Consisted of Polymer Nanofiber Framework Bearing Connected Proton Conductive Pathways
具有连接质子传导通道的聚合物纳米纤维骨架聚合物电解质复合膜的制备及表征
DOI： 10.2494/photopolymer.34.463
发表时间： 2021
期刊： Journal of Photopolymer Science and Technology
影响因子： 0.8
作者： [Ogura Takahiro, Suzuki Kazuto, Tanaka Manabu, Kawakami Hiroyoshi]
通讯作者： Kawakami Hiroyoshi
幅広い温度と低加湿での燃料電池作動を目指した高分子ブレンドナノファイバー複合電解質膜の作製と評価
用于燃料电池在宽温度和低湿度范围内运行的聚合物共混物纳米纤维复合电解质膜的制备和评估
DOI： --
发表时间： 2021
期刊：
影响因子： --
作者： [鈴木千翔, 田中学, 川上浩良]
通讯作者： 川上浩良
高温低加湿での燃料電池作動を目指した酸ドープ型ブレンドナノファイバー複合電解質膜の作製と評価
高温低湿燃料电池用酸掺杂共混纳米纤维复合电解质膜的制备与评价
DOI： --
发表时间： 2021
期刊：
影响因子： --
作者： [鈴木千翔, 田中学, 川上浩良]
通讯作者： 川上浩良
高温低湿下でプロトン輸送をアシストする機能性ナノファイバー補強層
高温低湿条件下辅助质子传输的功能性纳米纤维增强层
DOI： --
发表时间： 2021
期刊：
影响因子： --
作者： [鈴木千翔, 田中学, 倉持政宏，山内俊，宮口典子, 川上浩良]
通讯作者： 川上浩良
共 8 条
    嗅動作時における鼻腔内遷移流れの直接数値シミュレーションと実験的検証
    • 批准号：
      22K03939
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    • 资助金额：
      $2.66万
    • 财政年份：
      2022
    • 负责人：
      田中 学
    • 依托单位：
      Chiba University
    Diode-rectified AC arc source for diatomite-derived porous silicon formation
    • 批准号：
      22K03587
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    • 资助金额：
      $2.66万
    • 财政年份：
      2022
    • 负责人：
      田中 学
    • 依托单位：
      Kyushu University
    シードフリー環境適合型クリーンＭＨＤ発電機の実用化に向けた基盤研究
    • 批准号：
      15J09433
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.22万
    • 财政年份：
      2015
    • 负责人：
      田中 学
    • 依托单位：
      Tokyo Institute of Technology
    肺気道のイメージベーストモデリングと吸入微粒子挙動のマイクロ力学シミュレーション
    • 批准号：
      18760138
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
    • 资助金额：
      $0.83万
    • 财政年份：
      2006
    • 负责人：
      田中 学
    • 依托单位：
      Chiba University
    海外基金