Development of composite bipolar plate for polymer electrolyte membrane fuel cell
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19K05091
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | PEFC / セパレーター / アルミニウム / 腐食 / 固体高分子形燃料電池 / セパレータ |
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| Outline of Research at the Start |
来るべき水素社会の実現に向けて、固体高分子形燃料電池の軽量化、低コスト化に不可欠なセパレーターの技術開発を、腐食科学の視点を中心に推進する。セパレーターに必要な機能のうち、ガス隔絶機能を金属板に、流路形成機能を炭素系材料に担わせた複合型セパレータを試作し、金属板に要求される耐食性を評価する。金属板の候補材として、チタンより軽いアルミニウム系材料を取り上げ、実環境での腐食速度を評価したうえで、必要に応じて表面処理を実施する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In order to reduce the weight of the bipolar plates for polymer electrolyte fuel cells, a composite bipolar plate consisting of a carbon channel forming material and a reaction gas isolation plate made of aluminum (Al) has been proposed. When Al was not surface-treated, the cell voltage was not high enough due to the contact resistance with the flow path forming material, but the cell was successfully operated for 1000 hours. After the operation, Al maintained its luster on the cathode side, but turned white on the anode side, and an oxide film with a thickness of 1 μm or more was formed. By comparison with the results of the corrosion test of Al in the simulated environment, this result was considered to indicate that condensed water was generated on the anode side. On the other hand, when Al plate was treated with TiN-SBR, the cell performance was comparable to that using a carbon bipolar plate.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
燃料電池車を普及させるため、セパレーターの重量と価格を下げることが強く望まれている。アルミニウム(Al)は軽量で低価格なことから、セパレーター材料として期待されているが、ガス拡散層と直接接触する状態での使用は、耐食性の点で困難と考えられていた。本研究では、セパレーターを流路形成材と反応ガス隔離板とに分け、Alを隔離板に使うことを提案した。その結果Alに接触抵抗改善のために表面処理を行うことで、優れた発電性能が得られることを実証できた。また、Alを隔離板として使用して発電試験を行うことで、直接観察することが困難な、流路内における凝縮水発生の有無を間接的に評価できることも明らかとなった。
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Report
(4 results)
Research Products
(13 results)
