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高性能燃料電池のためのポリエーテル系電解質膜に関する研究

高性能燃料电池用聚醚电解质膜的研究

基本信息

批准号：
16750160
负责人：
宮武健治
金额：
$ 2.43万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16750160/
关键词：
燃料電池高分子電解質膜プロトン伝導ポリエーテル

项目摘要

平成17年度はポリエーテル電解質(SPE-1)の改良と膜電極接合体の作成および燃料電池運転試験を行った。低加湿条件下でのプロトン伝導度の向上を目的として、イオン交換容量(IEC)を増大させ分岐または架橋点を導入して安定化した新型のSPE-1膜を合成した。これら分岐・架橋SPE-1膜のプロトン伝導度は未架橋膜に比べて高い値を示した。特に、高いIEC(2.50meq/g)を有する架橋膜ではその効果が顕著であり、100、120℃いずれの温度でも低加湿条件下でのプロトン伝導度を1桁程度向上させることに成功した。SPE-1電解質を用いてコロイド沈着法により触媒層を調製し、燃料電池運転試験を実施した。電解質とカーボンブラックの組成比(SPE-1/CB)を変化させてカソード特性を調べたところ、電流密度900mA/cm^2におけるSPE/CB=1.0電極の白金質量活性は27A/gであり、ペースト法で調製した同じ組成の電極の約2倍高い活性が得られた。この値は、フッ素系電解質(Nafion)で最適化した電極の質量活性20A/gをも上回っている。また、Tafel勾配は理論値の70mV/decにほぼ一致した値が得られていることから、プロトンと酸素が十分に供給されていることが確認できた。実用電位0.7Vにおける電流密度はペースト法電極の2倍(320mA/cm^2)に達した。コロイド沈着法により物質供給を阻害することなく触媒利用率が高められた結果、総合的な性能が大幅に向上したものと考えられる。さらに、濃度過電圧はコロイド沈着法のSPE/CB=0.5の電極が、最も低い値を示しており、高電流密度運転が要求される場合には、0.5≦SPE/CB<1.0の範囲が適していることを見出した。以上の成果から、新型ポリエーテル電解質を用いることにより燃料電池の高性能化が達成できることが明らかとなった。

In Pingcheng, in the year 17, the improved membrane electrodes of SPE-1 were used as fuel cell equipment. Under the condition of low humidification, under the condition of low humidification, the degree of temperature is higher than that of the purpose, the capacity (IEC), the bifurcation, the rack point, the stabilization, the synthesis of the new SPE-1 membrane. The bifurcation of the SPE-1 film is higher than the height of the film. Special, high temperature IEC (2.50meq/g) has a high temperature temperature of 100,120 ℃. Under the condition of low humidification, the temperature is low, and the temperature is low. The SPE-1 electrolysis system is used to treat the catalyst, the fuel cell and the fuel cell. The characteristics of SPE-1/CB, current density 900mA/ cm, current density, platinum emission, platinum emission activity, 27A/g emission, temperature, electron density, current density, current density, electron current density, electron current density, current density, The most efficient solution (Nafion) is used to determine the amount of active 20A/g in the last cycle. You can use the 70mV/dec and Tafel to make sure that you can make sure that the acid is available to the customer to make sure that it is available. The electric potential is 0.7 V and the current density is twice as high as that of 320mA/ cm ^ 2. The sedative method is used to prevent the use of catalyst. the results show that there is a significant increase in the performance of the system. The SPE/CB=0.5 cathode, the lowest temperature, the highest current density, and the temperature in the range of 0. 5% SPE/CB<1.0 are required, respectively. The results of the above achievements, the new type of equipment, the high performance of the fuel cell, the performance of the fuel cell, the performance of the fuel cell and the performance of the fuel cell have been improved.