1999 Fiscal Year Annual Research Report

新規高分子電解質を用いた電気自動車用メタノール直接型燃料電池システムの開発

Research Project

Project/Area Number	10450292
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	中尾真一東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00155665)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山口猛央東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (30272363)
Keywords	プラズマグラフト重合 / 電解質膜 / 燃料電池 / メタノール / DMFC / 電気自動車
Research Abstract	温暖化ガスやNOxの排出防止を考えた場合、自動車用の燃料電池システムの実用化は大きなインパクトを与えることは間違いないが、実用化には解決すべき問題点がある。最も移動用電源として期待されているメタノール直接型固体高分子燃料電池では、燃料が液体である、改質器が不要なため頻繁な起動・停止に耐えうる、負荷変動応答性も大幅に改善できる、触媒被毒が問題とならないなどの利点がある。しかし、以下の問題点も指摘されている。メタノール自身が固体高分子膜(ナフィオン)を透過し直接酸化されてしまう点、メタノールのアノードでの酸化反応活性が低い点である。酸化活性については作動温度を150℃以上にすることで、改善されることも報告されている。本研究ではメタノール直接型燃料電池用の新規高分子電解質を開発し、電気自動車用電源としての新しい燃料電池システムとしての性能を評価・実証することを目的とする。具体的にはプラズマグラフト重合法を用い、細孔充填型の新しい固体電解質を開発し、燃料電池システムを作成する。一般にポリマーは高温で軟化するが、熱分解する温度まではその性能を維持する。そこで耐熱性基材の細孔中にポリマーを化学結合させて埋め込めば、高温下でも基材骨格が膜の構造を維持し充填ポリマーの性能を発揮できるはずである。耐熱性の高い多孔性テフロン基材にアクリル酸およびビニルスルホン酸ナトリウムを重合し電解質膜を合成した。重合法としてはプラズマグラフトフィリング重合法を用いた。合成条件を種々変化させることにより、強酸基導入条件、グラフト重合相の分布制御を可能とし、電解質膜の構造制御を可能とした、さらに、メタノール透過性阻止試験、耐熱性試験、プロトン伝導性試験より、今回提案した細孔充填型の新規な電解質膜の概念が正しいことを確認した。さらに、今後の開発課題も明らかとした。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "Development of a Fast Response Molecular Recognition Ion Gating Membrane"J.Am.Chem.Soc.. 121. 78-4079
[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "sign of a vapor permeation membrane for VOC removal by the filling membrane concept"J.Membrane Sci.. 164. 25-35
[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "ect of molecular association on solubility,diffusion and permeability in polymeric memoranes"J.Polym.Sci.,Polym.Phys.Ed.. 38. 71-181
[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "Solvent diffusion in amorphous glassy polymers"J.Polym.Sci.,Polym.Phys.Ed.. 38. 46-856
[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "Preparation of Zeolite A and Faujasite Membranes from a Clear Solution"Ind.Eng.Chem.Res.. 38. 82-4688
[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "Application of a zeolite A membrane to reverse osmosis process"J.Chem.Eng.Japan. (in press).

1999 Fiscal Year Annual Research Report

新規高分子電解質を用いた電気自動車用メタノール直接型燃料電池システムの開発

Principal Investigator

中尾 真一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00155665)

Research Products

[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "Development of a Fast Response Molecular Recognition Ion Gating Membrane"J.Am.Chem.Soc.. 121. 78-4079

[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "sign of a vapor permeation membrane for VOC removal by the filling membrane concept"J.Membrane Sci.. 164. 25-35

[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "ect of molecular association on solubility,diffusion and permeability in polymeric memoranes"J.Polym.Sci.,Polym.Phys.Ed.. 38. 71-181

[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "Solvent diffusion in amorphous glassy polymers"J.Polym.Sci.,Polym.Phys.Ed.. 38. 46-856

[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "Preparation of Zeolite A and Faujasite Membranes from a Clear Solution"Ind.Eng.Chem.Res.. 38. 82-4688

[Publications] T.Yamaguchi,S.Nakao et al.: "Application of a zeolite A membrane to reverse osmosis process"J.Chem.Eng.Japan. (in press).

中尾真一東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00155665)