主鎖にヘテロ原子を含まない高安定・高性能プロトン伝導性芳香族高分子に関する研究

• 研究課題/領域番号: 16K18258
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 三宅 純平 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (30581409)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 高分子合成 / 機能性高分子 / プロトン伝導 / 高分子電解質 / 膜 / 燃料電池

研究成果の概要

主鎖にヘテロ原子を含まない分子設計指針に基づき，フッ素を全く含まない新規な芳香族系高分子電解質膜の開発に成功した．この新型電解質膜は，フッ素系電解質膜や既存の芳香族系（ヘテロ原子を主鎖に含む）電解質膜を上回るプロトン伝導性，化学的安定性を有するとともに，燃料電池発電において，優れた性能と耐久性を併せ持つことを明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Mechanism of H2O2 Decomposition by Triphenylphosphine Oxide (2018)
  • 著者名/発表者名: Takao Tsuneda, Junpei Miyake, Kenji Miyatake
  • 雑誌名: ACS Omega 巻: 3 号: 1 ページ: 259-265
  • DOI: 10.1021/acsomega.7b01416
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sulfonated Phenylene/Quinquephenylene/Perfluoroalkylene Terpolymers as Proton Exchange Membranes for Fuel Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Yaojian Zhang, Junpei Miyake, Ryo Akiyama, Ryo Shimizu, Kenji Miyatake
  • 雑誌名: ACS Appl. Energy Mater. 巻: 1 号: 3 ページ: 1008-1015
  • DOI: 10.1021/acsaem.7b00162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remarkable Reinforcement Effect in Sulfonated Aromatic Polymers as Fuel Cell Membrane (2018)
  • 著者名/発表者名: Junpei Miyake, Masato Kusakabe, Akihiro Tsutsumida, Kenji Miyatake
  • 雑誌名: ACS Appl. Energy Mater. 巻: 1 号: 3 ページ: 1233-1238
  • DOI: 10.1021/acsaem.7b00349
  • 査読あり
• [雑誌論文] 4．次世代燃料電池用の電解質膜の課題と可能性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三宅純平, 宮武健治
  • 雑誌名: 電気化学 巻: 86 号: Spring ページ: 20-24
  • DOI: 10.5796/denkikagaku.18-FE0004
  • NAID: 130006728120
  • ISSN: 2433-3255, 2433-3263
• [雑誌論文] Copolymers Composed of Perfluoroalkyl and Ammonium-Functionalized Fluorenyl Groups as Chemically Stable Anion Exchange Membranes (2017)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Ozawa, Taro Kimura, Ryo Akiyama, Junpei Miyake, Junji Inukai, Kenji Miyatake
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 90 号: 10 ページ: 1088-1094
  • DOI: 10.1246/bcsj.20170185
  • NAID: 130006770676
  • 査読あり
• [雑誌論文] Durability of Sulfonated Phenylene Poly(Arylene Ether Ketone) Semiblock Copolymer Membrane in Wet-Dry Cycling for PEFCs (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ishikawa, Yusuke Fujita, Junichi Tsuji, Masato Kusakabe, Junpei Miyake, Yasushi Sugawara, Kenji Miyatake, Makoto Uchida
  • 雑誌名: J. Electrochem. Soc. 巻: 164 号: 12 ページ: F1204-F1210
  • DOI: 10.1149/2.1471712jes
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Design of Flexible Polyphenylene Proton-conducting Membrane for Next-generation Fuel Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Junpei Miyake, Ryunosuke Taki, Takashi Mochizuki, Ryo Shimizu, Ryo Akiyama, Makoto Uchida, Kenji Miyatake
  • 雑誌名: Sci. Adv. 巻: 3 号: 10
  • DOI: 10.1126/sciadv.aao0476
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Robust Anion Conductive Polymers Containing Perfluoroalkylene and Pendant Ammonium Groups for High Performance Fuel Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Ono, Taro Kimura, Aoi Takano, Koichiro Asazawa, Junpei Miyake, Junji Inukai, Kenji Miyatake
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. A 巻: 5 号: 47 ページ: 24804-24812
  • DOI: 10.1039/c7ta09409d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partially Fluorinated and Ammonium-Functionalized Terpolymers: Effect of Aliphatic Groups on the Properties of Anion Conductive Membranes (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Ono, Junpei Miyake, Kenji Miyatake
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. A: Polym. Chem. 巻: 55 号: 8 ページ: 1442-1450
  • DOI: 10.1002/pola.28513
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anion Conductive Polymers Containing Aliphatic and Ammonium-functionalized Fluorene Groups (2017)
  • 著者名/発表者名: Manai Shimada, Ryo Akiyama, Hideaki Ono, Junpei Miyake, Kenji Miyatake
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 46 号: 3 ページ: 374-377
  • DOI: 10.1246/cl.161073
  • NAID: 130005436550
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fluorine-free Sulfonated Aromatic Polymers as Proton Exchange Membranes (2017)
  • 著者名/発表者名: Junpei Miyake, Kenji Miyatake
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: 49 号: 6 ページ: 487-495
  • DOI: 10.1038/pj.2017.11
  • NAID: 40021203903
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anion Conductive Aromatic Polymers Containing Fluorenyl Groups: Effect of the Position and Number of Ammonium Groups (2016)
  • 著者名/発表者名: Manai Shimada, Shigefumi Shimada, Junpei Miyake, Makoto Uchida, Kenji Miyatake
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. A: Polym. Chem. 巻: 54 号: 7 ページ: 935-944
  • DOI: 10.1002/pola.27928
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anion-exchange Membranes Containing Fluorinated Poly(arylene ether)s: Properties and Application in Pt-free Hydrazine Fuel Cell (2016)
  • 著者名/発表者名: Eriko Nishino, Junko Yamada, Koichiro Asazawa, Susumu Yamaguchi, Manai Shimada, Junpei Miyake, Kenji Miyatake
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 45 号: 6 ページ: 664-666
  • DOI: 10.1246/cl.160161
  • NAID: 130005155032
  • 査読あり
• [学会発表] 高耐久性芳香族系高分子電解質膜 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三宅純平、滝隆之介、望月崇史、清水瞭、秋山良、内田誠、宮武健治
  • 学会等名: 第24回燃料電池シンポジウム
• [学会発表] High Performance Ion Conductive Membranes for Energy Applications (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenji Miyatake, Junpei Miyake
  • 学会等名: 第66回高分子討論会
• [学会発表] Synthesis and Properties of Sulfonated Terpolymers Containing Quinquephenylene Groups as Proton Exchange Membranes (2017)
  • 著者名/発表者名: Yaojian Zhang, Junpei Miyake, Ryo Akiyama, Ryo Shimizu, Kenji Miyatake
  • 学会等名: 第66回高分子討論会
• [学会発表] Ionomer Layer Design of the Electrode Using PGM-free Electrocatalysts for Anion Exchange Membrane Fuel Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Asazawa, Aoi Takano, Eriko Nishino, Susumu Yamaguchi, Junpei Miyake, Makoto Uchida, Kenji Miyatake
  • 学会等名: Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-state Science 2016 (PRiME 2016)
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター（アメリカ）
  • 年月日: 2016-10-02
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis and Properties of Partially Fluorinated Anion Exchange Membranes Containing Ammonium-Functionalized Fluorenyl Groups (2016)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Ozawa, Junpei Miyake, Kenji Miyatake
  • 学会等名: Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-state Science 2016 (PRiME 2016)
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター（アメリカ）
  • 年月日: 2016-10-02
  • 国際学会
• [学会発表] 新規スルホン酸化ポリフェニレンの合成と物性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三宅純平、滝隆之介、秋山良、清水瞭、宮武健治
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学（神奈川県）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] フッ化アルキルとオリゴフェニレン骨格からなる新規アニオン交換膜の合成と物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小野英明、三宅純平、島田盛史、内田誠、宮武健治
  • 学会等名: 平成28年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都）
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] キンケフェニレン構造を有する芳香族系プロトン導電性高分子の合成と物性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三宅純平、滝隆之介、秋山良、望月崇史、宮武健治
  • 学会等名: 第65回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県）
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] 親水部にオリゴフェニレン構造を有するアニオン導電性高分子の合成と物性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横田尚樹、秋山良、三宅純平、宮武健治
  • 学会等名: 第65回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県）
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] 新規アニオン交換膜を用いたダイレクトヒドラジン燃料電池 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西野英里子、山田純子、朝澤浩一郎、横田尚樹、秋山良、三宅純平、宮武健治
  • 学会等名: 第65回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県）
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] 芳香族高分子電解質膜の合成と物性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三宅純平、宮武健治
  • 学会等名: 日本膜学会第38年会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都）
  • 年月日: 2016-05-10
• [備考] 山梨大学研究者総覧
  • URL: http://erdb.yamanashi.ac.jp/rdb/A_Index.Main
• [備考] 山梨大学クリーンエネルギー研究センター燃料電池研究部門
  • URL: http://www.fcgroup.yamanashi.ac.jp/
• [備考] 山梨大学燃料電池ナノ材料研究センター
  • URL: http://fc-nano.yamanashi.ac.jp/