量子・分子論に基づいた高酸素透過性を有する燃料電池触媒層ナノ構造の理論設計

基于量子分子理论的燃料电池高透氧催化剂层纳米结构理论设计

基本信息

  • 批准号:
    16J04697
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2016-04-22 至 2019-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

白金表面上アイオノマー薄膜における酸素透過現象を解析するにあたって、前年度より理論式の構築とシミュレータの開発を進め、それを用いてアイオノマー薄膜の酸素輸送抵抗を評価した。その結果、アイオノマー薄膜全体の酸素輸送抵抗は、シミュレーションによる計算結果と非常に良い一致を示し、従来よりも遥かに高精度な酸素輸送抵抗の評価手法を確立した。この成果は、米国電気化学会のECS Transactionsで発表した。さらに、酸素輸送抵抗の含水率依存性を解析した結果、含水率上昇に伴いアイオノマー薄膜全体の酸素輸送抵抗が増加することに加え、全ての含水率において、ionomer/Pt界面の酸素輸送が律速であることを明らかにした。この成果は、Elsevier社のJournal of Power Sources、及び国内外の学会にて発表した。また、従来よりも酸素輸送抵抗の低いアイオノマー薄膜の提案に向けて、高分子側鎖の影響に着目し、量子化学計算により新たな高分子モデルを構築した。これを用いて、側鎖長による酸素輸送抵抗への影響を解析した結果、特に白金表面の吸着水の量との強い相関が見られ、吸着水が少ないほど低い輸送抵抗を示すこと、そしてそれに伴う薄膜構造の変化を明らかにした。次に、官能基の影響として、従来とは異なる官能基を導入したことで酸素輸送抵抗が低下し、こちらも同様に白金表面の吸着水の量と相関が見られた。しかし、官能基の導入よりも側鎖長の変化の方が、より大きく酸素輸送抵抗に寄与した。従って、高分子の側鎖長を最適化することで、酸素輸送抵抗の低減が期待できることが示唆された。よって、これまでの成果を通して、白金表面上アイオノマー薄膜における酸素透過現象に関する理論の構築及びメカニズムの解明、そして酸素透過に優れたアイオノマー薄膜に関する設計指針の提案を行ったことで、本研究課題の目的は達成されたと考える。
Analysis of acid transmission phenomenon on platinum surface and evaluation of acid transmission resistance of platinum surface The calculation results of the acid transport resistance of the whole film are very consistent, and the method for evaluating the acid transport resistance of the film with high accuracy is established. The results of the ECS Transactions of the United States Electrical and Chemical Society were announced. Analysis of the moisture content dependence of acid transport resistance shows that an increase in moisture content is accompanied by an increase in the acid transport resistance of the film as a whole. The results were published in Elsevier's Journal of Power Sources, and in international and domestic societies. The effect of polymer side locking on the structure of polymer film was studied by quantum chemical calculation. The analysis of the effect of acid transport resistance on the surface of platinum shows that there is a strong correlation between the amount of water adsorbed and the amount of water adsorbed. The influence of functional groups on the absorption of water on platinum surface is also discussed. The introduction of functional groups, the transformation of the chain length, and the transfer of acid resistance Optimization of polymer side chain length and reduction of acid transport resistance The purpose of this research is to establish and explain the theory of acid transmission on platinum surface.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
PEFC触媒層アイオノマーにおける酸素透過特性の分子論的解析
PEFC催化剂层离聚物氧渗透特性的分子分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    栗原祐也;馬渕拓哉;徳増崇
  • 通讯作者:
    徳増崇
速度論を考慮した PEFC アイオノマー薄膜の酸素透過性に関する分子動力学解析
考虑动力学的PEFC离聚物薄膜氧渗透率的分子动力学分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    栗原祐也;馬渕拓哉;徳増崇
  • 通讯作者:
    徳増崇
Molecular Analysis of Oxygen Permeation Properties in Ionomer on Pt Surface in PEMFC
PEMFC 铂表面离聚物透氧性能的分子分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuya Kurihara;Takuya Mabuchi;Takashi Tokumasu
  • 通讯作者:
    Takashi Tokumasu
Molecular Dynamics Simulation of Oxygen Diffusivity, Solubility, and Permeability in Ionomer on Pt Surface
Pt 表面离聚物氧扩散率、溶解度和渗透率的分子动力学模拟
  • DOI:
    10.1149/07514.0129ecst
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Molecular Dynamics Simulation of Oxygen Diffusivity;Solubility;and Permeability in Ionomer on Pt Surface
  • 通讯作者:
    and Permeability in Ionomer on Pt Surface
Molecular Dynamics Simulation of Oxygen Permeation Properties in Ionomer Thin Film on Pt Surface
Pt表面离聚物薄膜透氧性能的分子动力学模拟
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuya Kurihara;Takuya Mabuchi;and Takashi Tokumasu
  • 通讯作者:
    and Takashi Tokumasu
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

栗原 祐也其他文献

栗原 祐也的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似海外基金

深海長谷内の非対称流は陸域ー深海間の物質輸送と生物分布にどの様な影響を及ぼすか?
深海谷内的不对称洋流如何影响陆地和深海之间的物质运输和生物分布?
  • 批准号:
    23K22571
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
膜小胞を介した遺伝子水平伝播の解析による細胞間の物質輸送機構の解明
通过膜囊泡水平基因转移分析阐明细胞间物质运输机制
  • 批准号:
    24KJ0504
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
魚群遊泳行動を考慮した沖合養殖生簀施設後流域の混合特性と物質輸送に関する研究
考虑鱼类游动行为的近海养殖网箱下游区域混合特性及物料输送研究
  • 批准号:
    24K17453
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
動的格子による光学的手法とロックイン検出を利用した物質輸送センシング技術の開発
使用动态光栅和锁定检测的光学方法开发质量传输传感技术
  • 批准号:
    24K07338
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
脂質-タンパク質非対称膜小胞による光応答性脂質チューブと細胞内物質輸送機構の構築
利用脂质-蛋白质不对称膜囊泡构建光响应脂质管和细胞内运输机制
  • 批准号:
    24KJ0519
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
生体組織を模した粘弾性体内外での気泡の非線形力学と物質輸送
模拟生物组织的粘弹性体内部和外部气泡的非线性动力学和质量传递
  • 批准号:
    24K07327
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
固液界面の局在電界操作が実現するナノ物質輸送の体系化と応用
固液界面局域电场调控实现纳米材料输运的系统化和应用
  • 批准号:
    23K22690
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
植物病原糸状菌が分泌する細胞外小胞による物質輸送の分子基盤
植物病原真菌胞外囊泡物质运输的分子基础
  • 批准号:
    23K26910
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
大気の鉛直運動に着目した3次元物質輸送を記述する新理論の構築
构建描述三维质量传输的新理论,重点关注大气垂直运动
  • 批准号:
    24K07147
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
衛星・地上観測を結ぶデータ駆動型物質輸送モデルの構築
建立连接卫星和地面观测的数据驱动的大众运输模型
  • 批准号:
    24K02909
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了