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固体高分子形燃料電池の反応工学的カソードモデルの開発

聚合物电解质燃料电池反应工程阴极模型的开发

基本信息

批准号：
22KJ1899
负责人：
小川輝
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

固体高分子形燃料電池（PEFC）のカソード触媒層（CCL）内の白金担持触媒には導電性高分子のアイオノマーが添加されており、プロトンの輸送経路となっている。一方アイオノマーは白金担持カーボンの表面を被覆しているため、酸素輸送の障害となる。アイオノマー内酸素透過係数が相対湿度や温度、アイオノマー膜厚さにどう依存するかは定式化されていない。本研究では、白金担持触媒の代わりに白金板にスリット状の空隙を設けたスリット触媒を作製し発電を行い、解析を容易にすることで酸素透過抵抗を定量化した。2022年度の研究では、反応温度60 °Cから80 °C、相対湿度0.3から1、アイオノマー膜厚さ240 nm、410 nmでの実験を終えた。酸素透過係数は、相対湿度の関数である含水率の指数関数で表せることを明らかにした。また、透過抵抗はアイオノマー厚さに比例することも確認した。温度依存性について、透過係数は低温ほど小さくなるという予想と反する結果が得られた。白金スリット触媒とは別に、市販の炭素担持白金触媒層を用いて電流電圧曲線を測定した。市販の担持触媒層を用いても、電流電圧曲線の酸素分圧依存性を測定することで、触媒層厚さ方向の物質輸送抵抗を定量化できることを示した。セル温度80 °C、セル湿度79 %、界面電位差0.80 V、酸素分圧66 kPaのとき、セル性能に与える物質輸送抵抗の影響の大きさは、プロトン輸送抵抗の方が酸素輸送抵抗よりも3.2倍大きいことを明らかにした。2023年度は透過係数のアイオノマー厚さ依存性のデータの拡充を行う。また、市販の炭素担持白金触媒を用いた測定から、担体の違いや導電性高分子の違いなど、触媒構造の違いがどの輸送に直結するかを定量的に議論する。

The platinum in the solid polymer fuel cell (PEFC) fuel cell (CCL) holds the catalyst, the electro-polymer fuel cell (PFC), the electric polymer fuel cell (PEMFC), the electric polymer fuel cell (SOPFC), the electric polymer fuel cell (PEMFC), the solid polymer fuel cell (SOPFC), the solid polymer fuel cell (SOPFC), the solid polymer fuel cell (SOFC), the solid polymer fuel cell ( On one side, the platinum is responsible for the cover of the surface, and the acid sends the damage to the surface. The content of the acid is determined by the temperature, humidity, temperature, film thickness, film thickness, temperature and thickness of the film. In this study, platinum is used as a catalyst. Platinum plate is used as a gap device. Platinum is used as a catalyst in this study. in this study, platinum and platinum are used as a substitute for platinum and platinum in this study. In 2022, the temperature was 60 °C and 80 °C, the phase humidity was 0.3, the film thickness was 240 nm, and the film thickness was 410 nm. The acid is measured by the number, the relative humidity, the moisture content index, the water content index, and the temperature. Make sure that the proportion of the thickness is higher than that of the normal person. Temperature dependence, temperature dependence and temperature dependence. The platinum metal catalyst is different, and the platinum catalyst is supported by carbon in the market. The platinum catalyst is determined by the electron current curve test. The market is responsible for the use of the catalyst, the determination of the concentration of acid in the electric current curve, the determination of the concentration of the catalyst, and the transportation of the material in the direction of the catalyst in the direction of resistance. The temperature is 80 °C, the humidity is 79%, the interface potential difference is 0.80V, the acid fraction is 66 kPa, the performance and the material transport are sensitive to the temperature, the temperature, the humidity, the temperature, the humidity, the humidity, In the year 2023, we will increase the number of people who depend on each other for the year 2023. The platinum catalyst is used for the determination of platinum catalyst, the catalyst is used for the determination of platinum catalyst, the carrier is used for the determination of platinum catalyst, the catalyst is used for the determination of platinum catalyst, the carbon for platinum catalyst is used for the determination of platinum catalyst.