| 研究課題/領域番号 |
18H01383
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
津島 将司 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30323794)
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| 研究分担者 |
鈴木 崇弘 大阪大学, 工学研究科, 助教 (90711630)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | 燃料電池 / 物質輸送 / ナノマイクロ構造制御 / 数理最適化 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，固体高分子形燃料電池におけるエネルギー損失を最小化する電極触媒層の設計解を明らかにし，実証するための研究を実施しました．電極触媒層中の構成材料と空隙の体積分率に加えて，気液二相流を考慮した３次元反応輸送構造モデルを構築し，電極触媒層の設計因子とエネルギー損失に関する検討を行いました．実証については，マイクロプリンティング技術を展開し，マイクロプリンティング電極触媒層では空隙構造が異なることにより，電池性能が向上することを明らかにしました．これにより，エネルギー損失最小化を実現する燃料電池電極触媒層の設計解の解明と実証の基盤となる構造解析手法と構造制御技術を獲得しました．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体高分子形燃料電池は，次世代の自動車用動力源として国内外で活発な研究開発が進められています．さらなる普及拡大のためには，エネルギー効率の向上によるシステムコストの低減が求められます．本研究では，固体高分子形燃料電池のエネルギー効率向上の鍵となる電極に着目し，内部構造ならびに材料分布の設計と実現についての研究開発を実施しました．電池構造にもとづいて性能を予測するシミュレーションモデルを構築し，材料分布の形成が電池性能の向上をもたらすことを示しました．実際に，構造化された電極をマイクロプリンティング技術により作製し，従来手法とは異なる空隙構造により，燃料電池性能が向上する機構を明らかにしました．
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