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ハイブリッドプロトン伝導体の構造制御による耐久性向上と燃料電池への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19360303
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関武蔵工業大学

研究代表者

永井 正幸  武蔵工業大学, 工学部, 教授 (80112481)

研究分担者 宗像 文男  武蔵工業大学, 工学部, 教授 (50386356)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2008年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2007年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワードハイブリッド材料 / プロトン伝導体 / 構造制御 / 燃料電池電解質 / シラン系材料 / 耐久性向上 / 耐熱性向上 / 膜電極接合体 / 固体高分子形燃料電池 / 無機-有機ハイブリッド / 新規電解質膜 / シラン系ポリマー / リン酸処理石膏 / 燃料電池特性 / 高プロトン伝導性 / 燃料電池 / 直接メタノール形 / 化学的・電気化学的耐久性 / 電流-電圧特性
研究概要

シラン系無機-有機複合高分子を母材として、プロトン伝導性の膜を作製した。試料は約0.2mmの厚みをもち、透明で均一な膜であった。プロトン伝導性を高めるために、物質中のメルカプト基を酸化することにより、スルホン基を生成させた。また、機械的な強度と化学的な強度を両立するために、シリコンと酸素が交互に結びついたシロキサン結合の歪みを小さくする条件を探索した。電気伝導度は室温~80℃の無加湿下においてフッ素樹脂系プロトン伝導体の加湿下と同程度の値を示し、作製した電解質膜は燃料電池の隔膜として優れた特性を示すことが分かった。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Silicone based alkaline electrolyte membrane for fuel cells2009

    • 著者名/発表者名
      S.Suzuki and M.Nagai
    • 雑誌名

      Mat. Sci. Eng. B Vol161, No.1-3

      ページ: 138-141

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silicone based alkaline electrolyte membrane for fuel cell2009

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, M. Nagai
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Surfactant-free synthesis of anatase TiO2 naonorods in an aqueous peroxotitanatesolution2008

    • 著者名/発表者名
      Y-F.Gao, H.Luo, S.Mizusugi, M.Nagai
    • 雑誌名

      Crystal Growth Design Vol.8, No.6,

      ページ: 1804-1807

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Electrophoretic deposition of Eu2+ doped Ca-α-SiAlON phosphor particles for packaging of flat peudo-white light emitting devices2008

    • 著者名/発表者名
      T.Kitabatake, T.Uchikoshi, F.Munakata, Y.Sakka,and N.Hirosaki
    • 雑誌名

      J. of Ceram. Soc.Jpn Vol.116, No.6

      ページ: 740-743

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Hydrothermal synthesis and evaluation of visible light active phtocatalyst of (N,F)-codoped anatase TiO2 from and F-containing titanium chemical2008

    • 著者名/発表者名
      T.Yamada, Y-F.Gao, and M.Nagai
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. of Jpn Vol.116, No.5

      ページ: 614-618

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Study of the nanoscopic deformation of an annealed nafion film by using atomic force microscopy and a patterned substrate2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, Y-F.Gao, M.Nagai, Y.Nakayama, T.Ichinose, R.Kuroda, and K.Umemura
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy Vol.108

      ページ: 529-535

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of Deformation of Nafion Surfaces Induced by Methanol Treatment by Using Atomic Force Microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      K.Umemura, R.Kuroda, Y-F.Gao, M.Nagai, nad Y.Maeda
    • 雑誌名

      Applied Surface Science Vol.254

      ページ: 7980-7984

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of the nanoscopic deformation of an annealed nafion film by using atomic force microscopy and a patterned substrate2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda, Y-F. Gao, M. Nagai, Y. Nakayama, T. Ichinose, R. Kuroda, K. Umemura
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy 108

      ページ: 529-535

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of deformation of nafion surfaces induced by methanol treatment by using atomic force microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      K. Umemura, R. Kuroda, Y-F. Gao, M. Nagai, Y. Maeda
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 254

      ページ: 7980-7984

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of the nanoscopic deformatioon of on an annealed nafiom film by using atomic force microscopy and a patterned substrate2008

    • 著者名/発表者名
      M.nagai(Y.Maeda)
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy 109

      ページ: 529-535

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphological and Crystallographic Transformation of ZnO in Solution2008

    • 著者名/発表者名
      M.Nagai(Y-F.Gao)
    • 雑誌名

      J. of Phys. Chem 112

      ページ: 1498-1506

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solution derived ZnO Nanowire Array Film as Photoelecrode in Dye-sensitized Solar Cells2007

    • 著者名/発表者名
      Y-F.Gao, M.Nagai, T-C.Chang, and J-J. Shyue
    • 雑誌名

      Cryt.Growth and Design Vol.7, No.12

      ページ: 2467-2471

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Preparation and Characterization of Platinum-ruthenium Bimetallic Nanoparticles Using Reverse Microemulsions for Fuel Cell Catalysts2007

    • 著者名/発表者名
      T.Kim, K.Kobayashi, and M.Nagai
    • 雑誌名

      J. of Oleo Science Vol.56, No.10

      ページ: 553-562

    • NAID

      130000055528

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Nano-characterization of a nafion thin film in air and in water by atomic force microscopy2007

    • 著者名/発表者名
      K.Umemura, T.Wang, M.Hara, R.Kuroda, O.Uchida, M.Nagai
    • 雑誌名

      J. of Physics, Conference Series Vol.90, No.3

      ページ: 831-837

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Template-free Self-assembly of a Nonoporous TiO_2 Thin Film2007

    • 著者名/発表者名
      Y-F,Gao, M.Nagai, W-S.Seo, K.Koumoto
    • 雑誌名

      J. Am. Ceram. Soc. Vol.90, No.3

      ページ: 831-837

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and Characterization of Platinum-ruthenium Bimetallic Namoparticles Using Reverse Microemulsions for Fuel Cell Catalyst2007

    • 著者名/発表者名
      M.Nagai(T-Y.Kim)
    • 雑誌名

      J.of Oleo Science 56

      ページ: 553-562

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Ion Exchanged Potassium Titanoniobate as Photocatalyst under Visible Light

    • 著者名/発表者名
      K.Inoue, S.Suzuki, and M.Nagai
    • 雑誌名

      J. of Electroceramics (in press)

      ページ: 0-0

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 色素増感太陽電池を高効率化するためのTiO_2ナノロッドの作製2009

    • 著者名/発表者名
      水杉真也・永井正幸
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2009年年会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] H_3OTi_2NbO_7を用いた可視光応答型光触媒の作製2009

    • 著者名/発表者名
      米山大介・永井正幸
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2009年年会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 層状タンタルチタン酸塩を用いた可視光応答型光触媒の作製2009

    • 著者名/発表者名
      塩澤優樹・永井正幸
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2009年年会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 酸化亜鉛ナノロッド/酸化マグネシウムコアシェル構造を用いた色素増感太陽電池の作製と評価2009

    • 著者名/発表者名
      野口裕祐・永井正幸
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2009年年会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of electrolyte and electrode for alkaline membrane fuel cell2008

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, M. Nagai
    • 学会等名
      The 14^<th> International Conference on Solid State Protonic Conductors
    • 発表場所
      Kyoto、JAPAN
    • 年月日
      2008-09-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Sn(HPOO_4)_2・H_2Oを用いたSni-x in_xP_2O_7の作製2008

    • 著者名/発表者名
      居村 智宏(永井 正幸)
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2008年年会
    • 発表場所
      長岡技術科学大学
    • 年月日
      2008-03-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Alkaline Electrolyte Membrane Based on Silane Derived Inorganic -Organic Composites2008

    • 著者名/発表者名
      S.Suzuki and M.Nagai
    • 学会等名
      The 25^<th> International Korea-Japan Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      Kangnung Korea
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of Electrolyte and Electrode for Alkaline Membrane Fuel Cell2008

    • 著者名/発表者名
      S.Suzuki and M.Nagai
    • 学会等名
      14^<th> International Conference on Solid State Protonic Conductors
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Sn(HPO4)2・H2Oを用いたSn1-xInxP2O7の作製と評価2008

    • 著者名/発表者名
      居村智宏・鈴木智史・永井正幸
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第21回シンポジウム
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 層状酸化物光触媒のCoドーピングによる可視光応答化2008

    • 著者名/発表者名
      下村彩・永井正幸
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Silicon base alkaline electrolyte membrane for fuel cell2008

    • 著者名/発表者名
      S.Suzuki and M.Nagai
    • 学会等名
      Joint Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics and The 1^<st> International Conference on Science and Technology of Solid Surface and Interface
    • 発表場所
      Chiba
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 層状構造を有する光触媒可視光応答型光触媒の作製2008

    • 著者名/発表者名
      下村彩・永井正幸
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2008年年会
    • 発表場所
      長岡
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ホール輸送層としてPEDOTを用いた全固体色素増感太陽電池2008

    • 著者名/発表者名
      坂本仁・新梅数馬・永井正幸
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2008年年会
    • 発表場所
      長岡
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 固体酸化物形燃料電池用YSZ電解質薄膜の作製と評価2007

    • 著者名/発表者名
      井坂 暢夫(永井 正幸)
    • 学会等名
      第48回電池討論会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2007-11-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 層状リン酸ジルコニウムを用いたイオン伝導膜2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木 智史(永井 正幸)
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Sn(HPO_4)_2・H_2Oを用いたSn_<1-x>In_xP_2O_7

    • 著者名/発表者名
      居村智宏・鈴木智史・永井正幸
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2008年年会
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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