A study on the water behavior in operating fuel cell catalyst layers using multi-scale operando measurements based on neutron scattering

Research Project

Project/Area Number	25K08322
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
Research Institution	Comprehensive Research Organization for Science and Society
Principal Investigator	岩瀬裕希一般財団法人総合科学研究機構, 中性子科学センター, 副主任研究員 (70391266)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2027: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2025: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords	中性子小角散乱 / 燃料電池 / 触媒層 / オペランド測定
Outline of Research at the Start	燃料電池は、クリーンエネルギー源として期待され、燃料電池自動車への応用が注目を集めている。発電特性は電池内の水分布・挙動と密接に関連するため、作動中の水管理が極めて重要である。しかし、触媒層における水の挙動には未解明点が存在する。本研究では、中性子小角散乱（SANS）と中性子ラジオグラフィー（NRG）の同時オペランド測定を実施し、触媒層、電解質膜、ガス拡散層（GDL）の水量を定量化して、各層における水挙動の因果関係を解析する。燃料電池の性能評価を行い、触媒層中の水の挙動が発電性能に与える影響を解明することで、水管理技術の向上とカーボンニュートラル社会の実現に貢献することが期待される。