2019 Fiscal Year Annual Research Report
Miniature Fuel Cell with Monolithically Fabricated Si Electrodes - Adapted Shape Electrolyte Membrane and CO Tolerant Catalyst -
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17K05022
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
早瀬 仁則 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 教授 (70293058)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 燃料電池 / 多孔質金 / 電気化学的原子層堆積 / 多孔質シリコン / 一酸化炭素 / 触媒被毒 / MEMS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、主として「電極板に密着する異形電解質膜」および「多層構造による高CO 耐性触媒層」の作製を課題としている。
異形電解質膜について：昨年度に引き続き、ポリエチレン多孔質膜に酸素プラズマエッチングを施して異形加工をしたのち、電解質モノマーを充填・重合することで、異形膜作製を行い、小型燃料電池の性能向上を図った。最適化を試みたが、残念ながら大きな進展は見られなかった。また、出力向上に伴う生成水増加によりフラッディングが発生するため、生成水排出を促す流路構造の検討を進めた。厚膜フィルムレジストにより流路パターンを試作し、この流路パターンを適用した結果、出力向上が示唆された。しかし、計5層の張り合わせ構造を必要とする現工程では、各層の位置合わせ精度が不十分で、再現性が乏しい。今後は、この位置合わせ精度を向上させる必要がある。
多層構造触媒層について：昨年までに、多孔質Auをコア材とし、Pd、PtをAu上に電気化学的原子層堆積により精密に堆積させることを考案・試作に成功し、実際に燃料電池を形成している。しかしながら、多孔質の孔径が小さいため、多孔質層表面にAuが膜状に堆積し、多孔質内部への物質移動が妨げられ、期待通りの原子層堆積に困難が生じる場合があることが想定された。今年度もは、多孔質Auの孔径拡大を試みた。このために、基材となる多孔質シリコン形成条件を大幅に変更し、従来の10倍の陽極酸化電流を印加することにした。また、Auの堆積には、従来３価のAuイオン溶液を用いていたが、反応速度を低下させて、多孔質深部と表層部との濃度差を小さくすることを目指して、1価の金イオン溶液を用いることにした。これにより、多孔質Auの孔径を拡大できる見通しを得た。
これらの要素技術を仕上げ、燃料電池セルに適用していく必要がある。
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Research Products
(5 results)
