分子状ナノフィラーを用いた新規高分子-無機複合電解質の開発

利用分子纳米填料开发新型聚合物-无机复合电解质

• 批准号: 18760530
• 负责人: 板垣 吉晃
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760530/
• 关键词: 分子ナノフィラー; 複合電解質膜; 高温作動; ナフィオン; POSS; 高分子型燃料電池; 直接型メタノール燃料電池; メタノールクロスオーバー

本研究は、高分子電解質であるナフィオンと無機分子フィラーの複合化により、100℃以上の高温で高い伝導度を有する電解質膜の開発を目指している。また、これにより高温で作動可能な燃科電池の開発し、メタノールクロスオーバーや白金の一酸化炭素被毒の低減を目指すものである。平成19年度は、前年に続きナフィオン-POSS複合体を調製し、それぞれの膜のキャラクタリゼーション並びに電池特性評価を行った。分子側鎖にアミノ基を有するPOSS(OA-POSS)を用いることで、ナフィオン中のスルホン基とPOSSのアミノ基の間にイオン対を形成、架橋させた。同POSSを3wt%含む電解質では、90℃以上で伝導度の緩やかな増加が確認された。しかし、前年度に行ったOTMA-POSS複合系よりも高い伝導度を得ることはできなかった。水溶性POSSを用いた系では、OTMA-POSSが分子フィラーとして最も効果的であることが分かった。また、ナフィオンにNH_4Clを添加し、同様のイオン対を形成させた場合、伝導度の増大が見られなかったことから、複合膜の高温伝導性にはPOSSの酸化ケイ素ケージが有効に作用していることが明らかになった。OTMA-POSS複合膜についてで温度可変FT-IR測定を行ったところ、物理および化学吸着水はいずれも温度上昇に伴って減少していることが分かった。したがって、複合膜の高温伝導性は高温保水性よりむしろナフィオンのイオンドメインの構造安定性の向上に起因していると考えられる。さらに、電池特性測定の結果、OTMA-POSS添加膜を用いたMEAにおいて100℃以上でも出力の向上が見られ、伝導度測定の結果を支持するものとなった。

This study は, polymer electrolyte で あ る ナ フ ィ オ ン と inorganic molecules フ ィ ラ ー composite の に よ り, high temperature above 100 ℃ の で い 伝 conductance を have す る electrolyte membrane の open 発 を refers し て い る. High temperature ま た, こ れ に よ り で actuation could な combustion section battery の open 発 し, メ タ ノ ー ル ク ロ ス オ ー バ ー や platinum の acidification carbon was low poison の を reduction refers す も の で あ る. Pp.47-53 19th annual は, the year before に 続 き ナ フ ィ オ ン - POSS complex modulation し を, そ れ ぞ れ の membrane の キ ャ ラ ク タ リ ゼ ー シ ョ ン and び に battery characteristics evaluation 価 を line っ た. Molecular side chain に ア ミ ノ を has an す る POSS (OA - POSS) を い る こ と で, ナ フ ィ オ ン in の ス ル ホ ン base と POSS の ア ミ ノ base between の に イ オ ン を seaborne formation, bridging さ せ た. POSSを3wt% containing む electrolyte で が, で伝 conductivity <s:1> slow や な な な increase が above 90℃ が confirmed された. し か し line, before the year に っ た OTMA - POSS composite よ り も high い 伝 conductance を have る こ と は で き な か っ た. Department of water-soluble POSS を with い た で は, OTMA - POSS が molecular フ ィ ラ ー と し て most も unseen fruit で あ る こ と が points か っ た. ま た, ナ フ ィ オ ン に NH_4Cl を add し, with others in の イ オ ン を seaborne form さ せ た occasions, 伝 conductance の raised large が see ら れ な か っ た こ と か ら, high temperature composite membrane の 伝 conductivity に は POSS の acidification ケ イ element ケ ー ジ が have sharper に role し て い る こ と が Ming ら か に な っ た. OTMA - POSS composite membrane に つ い て で temperature can - FT - IR measuring line を っ た と こ ろ, physical お よ び chemical water sorption は い ず れ に も temperature rises with っ て reduce し て い る こ と が points か っ た. し た が っ て, composite membrane, high temperature の 伝 conductivity は high temperature water retention よ り む し ろ ナ フ ィ オ ン の イ オ ン ド メ イ ン の tectonic stability の に up cause し て い る と exam え ら れ る. さ ら に, battery characteristics measuring の results, add membrane を OTMA - POSS い た MEA に お い て above 100 ℃ で も output の が see upward ら れ, 伝 conductance measurement の results を support す る も の と な っ た.

项目成果

ナフィオン-POSS複合膜のPEFC電解質への応用

Nafion-POSS复合膜在PEFC电解质中的应用

• 发表时间: 2007
• 作者: Takamasa Onoki;Hiroya Abe;Hiroki Taniguchi;Tomoaki Watanabe;Toshiyuki Hashida;Eiichi Yasuda;Masahiro Yoshimura;板垣 吉晃
• 通讯作者: 板垣 吉晃