• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

高分子電解質型燃料電池用新規自己加湿型電解質膜の実用化試験

研究課題

研究課題/領域番号 12555243
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 工業物理化学
研究機関山梨大学

研究代表者

渡辺 政廣  山梨大学, クリーンエネルギー研究センター, 教授 (00020412)

研究分担者 虫明 直文  ジャパンゴアテックス(株), FCグループチーフ
加藤 博  ジャパンゴアテックス(株), グループリーダー
内田 裕之  山梨大学, 工学部, 教授 (20127434)
虫明 直史  ジャパンゴアテックス(株), アプライドテクロノジー, フューエルセルグループチーフ
五十嵐 寛  山梨大学, 工学部, 助手 (40242044)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
2001年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2000年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
キーワード高分子電解質型燃料電池 / 自己加湿型電解質膜 / 白金触媒 / 酸化物超微粒子 / 酸化チタン / Titanium oxide
研究概要

本研究では電気自動車や携帯機器用電源としての高性能高分子電解質型燃料電池PEFCの実現に必要不可欠な、新型電解質膜の実用化について検討する。申請者らは高分子電解質膜中の水分管理とガスクロスオーバーの問題を同時に解決できる新しい自己加湿型電解質膜を開発した。この膜は膜中に極微量のPt超微粒子触媒と酸化物超微粒子を高分散させている。クロスオーバーしてくるH_2とO_2を逆用してPt触媒上で水を生成させ、その生成水を酸化物超微粒子に吸着保水させ、膜を内部から加湿して含水率を高く保つものである。これまでに、在来のNafion膜をベースにして自己加湿型PEMを調製し、これを用いたPEFCが無加湿運転でも極めて高い出力特性を示すことを見出した。そして、自己加湿型PEMの機能を実験的に解析する方法を確立し、PEM中のPtおよび酸化物超微粒子の機能を明確にできた。
他方、実用PEFCでは、多くの単電池を積層化する。その際、PEM自体に十分な機械的強度が要求される。最近、高いH^+イオン導電性と機械的強度を両立した新しいPEMがジャパンゴアテックス社によって開発された。このPEMに自己加湿機能を付与すれば、全ての要求を満足したPEMが実現する。
本研究は、新型自己加湿PEMの実用的製法と最適組成比を検討し、以下の研究成果を得た。
1,簡便な酸化物超微粒子担持法の開発:市販のNafionなどのPEMに、Ti(i-C_3H_8)_4溶液を含浸後、加水分解処理して、PEM中に酸化物超微粒子を生成させる方法を開発した。溶液中のTi(i-C_3H_8)_4濃度と加水分解条件を制御することにより、PEM乾燥重量に対して1〜6wt%のTiO_2超微粒子を均一に分散させる事に成功した。これにより水の吸着保水性能を3倍以上向上させることができた。
2.Pt超微粒子触媒担持法の最適化;Ptイオン交換-還元法でP触媒をPEMに担持する実用的手法を検討し、極微量のPt超微粒子触媒を断面方向にわたって均一に高分散担持できるようになった。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] 内田裕之, 渡辺政廣: "電気自動車用改質ガス燃料電池"ふぇらむ. 6,No.12. 43-48 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 渡辺政廣: "燃料電池新技術へのチャレンジ"電池技術. 13. 89-96 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 内田裕之, 渡辺政廣: "燃料電池開発の現状と課題"塑性と加工(日本塑性加工学会誌). 42,No.481. 7-11 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 渡辺政廣, 内田裕之: "改質ガスおよびメタノール直接型固体高分子形燃料電池の特徴と構成"季刊化学総説「新型電池の材料化学」. No.49. 167-171 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 渡辺政廣, 内田裕之(分担執筆): "界面ハンドブック"(株)エヌ・ティー・エス. 1280 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Uchida and M. Watanabe: "Polymer electrolyte fuel cells operated with reformates for electric vehicles"Ferum (The Iron and Steel Institute of Japan). 6 No. 12. 13-48 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Watanabe: "Challenges of new technologies for fuel cells"Denchi gijutsu 'Battery Technologies). 13. 89-96 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Uchida and M. Watanabe: "Status and research subjects of fuel cells"Journal of the Japan Society For Technology of Plasticity. 42 No. 481. 7-11 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Watanabe and H. Uchida: "Properties and construction of polymer electrolyte fuel cells with reformates or direct methanol as the fuel"Kagaku Sousetsu (Chemical Society of Japan). No. 49. 167-171 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Watanabe and H. Uchida (partial contribution): "Kaimen Handbook (Handbook for Interfacial Science)"published by NTS Co.. 744-748 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 内田裕之, 渡辺政廣: "電気自動車用改質ガス燃料電池"ふぇらむ. 6, No.12. 43-48 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺政廣: "燃料電池新技術へのチャレンジ"電池技術. 13. 89-96 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 内田裕之, 渡辺政廣: "燃料電池開発の現状と課題"塑性と加工(日本塑性加工学会誌). 42, No.481. 7-11 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺政廣, 内田裕之: "改質ガスおよびメタノール直接型固体高分子形燃料電池の特徴と構成"季刊科学総説「新型電池の材料科学」. No.49. 167-171 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺政廣, 内田裕之: "界面ハンドブック"(株)エヌ・テイー・エス. 1280(7) (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Watanabe,H.Uchida,and H.Igarashi: "Effects of Polymer Electrolyte Membrane's Property on Fuel Cell Performance"Macromol.Sympo.,,. 156. 223-230 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

URL: 

公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi