2012 Fiscal Year Annual Research Report
ナノテクノロジーを用いた燃料電池の電極微細構造の精密制御と電極配置の最適化
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22750174
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
冨中 悟史 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (90468869)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 燃料電池 / ナノテクノロジー / ナノポーラス材料 |
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| Research Abstract |
本研究課題はナノテクノロジーを駆使し、既存の燃料電池を超える性能を有するデバイスの開発を目指すものである。厚みがナノレベルの二次元構造のデバイスの構築は可能であり、ナノ細孔を有する機能デバイスの構築技術の開発に成功した。燃料電池の高機能化には三次元化が重要であり、前年度までに「微細加工の駆使による精密構造体の作製」と「実際の機能デバイスとしてのコスト」の間のジレンマに直面した。
微細加工に適しかつ高性能が得られる材料の探索が必須であるという指針を得るに至ったため、新物質・材料の探索を行った。次に具体的な材料探索の指針を示す。微細構造体を保持するための基板として、通常はシリコンや石英などの高強度かつ科学的な耐久性に優れる材料を用いる。燃料電池の電極としては、PtやPdなどの金属のナノ構造体を用いる。電極間の隔膜としては高分子電解質膜が一般的には用いられるが、湿度に応じて膨潤・収縮するため微細加工との相性が低い。本課題で想定した構造を得るためには、材料間の界面の構築も重要であり、如何に適切な材料を探索するかが重要である。
まず既存の物質をナノテクノロジーを用い加工し、金属ナノ構造体と酸化物ナノ構造体を用いたナノデバイスの構築を検討した。続いて固体材料かつ機能界面を形成しやすいと期待できる酸化物材料および有機・無機ハイブリッド材料の探索を開始した。既に既存材料にはない機能を有する物質を得るに至ったので、今後の更なる検討によりデバイス化を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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