2014 Fiscal Year Annual Research Report
コンポジット電解質膜を用いた中温無加湿作動燃料電池システムの構築と信頼性評価
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26249097
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
松田 厚範 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70295723)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河村 剛 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10548192)
武藤 浩行 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20293756)
服部 敏明 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80198762)
大幸 裕介 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70514404)
小暮 敏博 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50282728)
打越 哲郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, グループリーダー (90354216)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 燃料電池 / 電解質膜 / コンポジット / 中温 / 信頼性 / リン酸 / 触媒 / イオノマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、コンポジット電解質膜の作製に適した無機固体酸複合体と有機ポリマーを設計し、100℃を超える中温領域において無加湿条件でも作動する燃料電池を構築して実用化に向けた課題抽出を行い、研究開発を発展させることを目的としている。
平成26年度は、常温から200℃の中温領域を含む広い温度範囲で、連続発電が可能で、電流-電圧測定、定電圧・定電流測定、インピーダンス解析が可能な燃料電池膜特性評価装置の仕様を決定し、設計導入、立上げを行って試験環境の整備を行った。また、新技術説明会（東京・市ヶ谷2014年7月）、第9回再生可能エネルギー世界展示会（東京ビッグサイト2014年8月）を通じて、ポリマー合成に高い技術を有する複数の化学系企業、燃料電池用部材を扱う材料系・電気系企業との情報交換を行うと共に共同研究を開始した。さらに、大手自動車メーカー技術者との情報交換と、重要技術課題の抽出を行った。
研究計画の実施においては、（１）ポリベンズイミダゾール(PBI)に対するリン酸ドープ量の低減、（２）添加する無機固体酸複合体の粒径制御、（３）燃料電池セルの再起動によるMEA劣化評価（４）リン酸浸出量の定量などを実施した。その結果、高い発電特性を実現するには、リン酸ドープ量はPBIに対して6モル程度必要なこと、硫酸水素セシウム-ケイタングステン酸系複合体が均質なコンポジット電解質膜を作製する上で好適であること、コンポジット電解質膜は30℃～150℃のサイクルを繰り返しても、発電性能劣化が少ないことなどが明らかとなった。また、電極触媒としての貴金属ナノ粒子の調製に関する基礎検討も行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
・膜評価装置の導入立ち上げ、企業との共同研究を開始するとともに、課題抽出と信頼性評価を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
・特に問題はなく、計画通り実施する。
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