電位依存全反射赤外分光法によるNafionの水和構造に関する研究

• 研究課題/領域番号: 20750089
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 森田 成昭 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 助教 (20388739)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 固体高分子形燃料電池 / アイオノマー / 赤外分光 / 水和構造 / Nafion / 赤外分光法 / 全反射赤外分光法 / 電位依存

研究概要

固体高分子形燃料電池(PEFC)の電解質膜(PEM)に用いられているNafionについて,PEFC作動中を模擬して電位を与えながら全反射赤外(ATR-IR)スペクトルを測定した.得られたATR-IRスペクトルは,摂動相関二次元相関(PCMW2D)法により解析し,その結果からNafionの水和構造を考察した.これにより,Nafionの側鎖末端における水和構造が官能基レベルで明らかになった.

研究成果

• [雑誌論文] Temperature-Dependent Structure Changes in Nafion lonomer Studied by PCMW2D IR Correlation Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Morita, Kuniyuki Kitagawa
  • 雑誌名: Journal of Molecular Structure (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydration Mechanism on a Poly(methacrylic acid) Film Studied by In Situ Attenuated Total Reflection Infrared Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Tajiri, Shigeaki Morita, Yukihiro Ozaki
  • 雑誌名: Polymer 50 ページ: 5765-5770
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-Dimensional Imaging of Water Vapor by Near-Infrared Laser Absorption Spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Morita, Eiji Hattori, Kuniyuki Kitagawa
  • 雑誌名: Applied Spectroscopy 11 ページ: 1216-1220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-Dependent Structure Changes in Nafion Ionomer Studied by PCMW2D IR Correlation Spectroscopy
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Morita, Kuniyuki Kitagawa
  • 雑誌名: Journal of Molecular Structure (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydration Structure of Poly(2-methoxyethyl acrylate): Comparison with a 2-Methoxyethyl Acetate Model Monomer
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Morita, Masaru Tanaka, Kuniyuki Kitagawa, Yukihiro Ozaki
  • 雑誌名: Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Hydration Structure of a Nafion Ionomer Studied by Infrared and Raman Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Morita
  • 学会等名: 18th European Symposium on Polymer Spectroscopy (ESOPS18
  • 発表場所: Zadar, Croatia
• [学会発表] Hydration Structure of a Nafion Membrane in a Polymer Electrolyte Fuel Cell (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Morita, Yasushi Miyata, Kuniyuki Kitagawa
  • 学会等名: 8th Annual International Energy Conversion Engineering Conference (IECEC2010)
  • 発表場所: Nashville, TN, USA
• [学会発表] 燃料電池の分光計測[14]近赤外レーザーを用いた燃料電池電解質膜の水分可視化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森田成昭, 城島悠樹, 宮田康史, 北川邦行
  • 学会等名: 第47回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)
• [学会発表] 赤外・ラマン分光法による燃料電池の分析技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森田成昭
  • 学会等名: サーモフィッシャーサイエンティフィックユーザーズフォーラム2009
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪)
  • 年月日: 2009-06-16
• [学会発表] Hydration Structure of a Nafion Membrane Investigated by ATR-IR Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Morita, Kuniyuki Kitagawa, Yukihiro Ozaki
  • 学会等名: 5th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy (ICAVS-5)
  • 発表場所: Melbourne, Australia
• [学会発表] PCMW2D Correlation Analysis of Temperature-Dependent IR Spectra of a Nafion Membrane (2009)
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Morita
  • 学会等名: 5th International Symposium on Two-Dimensional Correlation Spectroscopy (2DCOS-5)
  • 発表場所: Wroclaw, Poland
• [学会発表] 燃料電池の分光計測[11] ラマン分光法によるその場水分計測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森田成昭, 野田和孝, 宮田康史, 北川邦行
  • 学会等名: 第70回分析化学討論会
  • 発表場所: 和歌山大学(和歌山)
• [学会発表] 燃料電池の分光計測[13] ATR-IR法による白金触媒反応の追跡 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森田成昭, 木村真之, 宮田康史, 北川邦行
  • 学会等名: 日本分析化学会第58年会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
• [学会発表] Detection of Water in a Polymer Electrolyte Fuel Cell by NIR Laser Absorption Spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Morita, Yuki Jojima, Kuniyuki Kitagawa
  • 学会等名: The First Asian Near-Infrared Symposium (ANS2008)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
• [学会発表] 燃料電池の分光計測[2]ナフィオンの温度依存赤外スペクトル (2008)
  • 著者名/発表者名: 森田成昭, 宮田康史, 北川邦行
  • 学会等名: 第69回分析化学討論会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知
• [学会発表] 燃料電池の分光計測[4]赤外イメージングによるナフィオン中の水分分布計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森田成昭, 河本由佳, 宮田康, 北川邦行
  • 学会等名: 第69回分析化学討論会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知)
• [学会発表] 燃料電池の分光計測[6]含水ナフィオンの赤外分光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森田成昭, 宮田康史, 尾崎幸洋, 北川邦行
  • 学会等名: 日本分析化学会第57年会
  • 発表場所: 福岡大学(福岡)
• [学会発表] Detection of Water in a Polymer Electrolyte Fuel Cell by NIR Laser Absorption Spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Morita, Yuki Jojima, Kuniyuki Kitagawa
  • 学会等名: The First Asian Near-Infrared Symposium
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城)
• [学会発表] Measurement of CO adsorption onto Pt by ATR-IR and correlation with output power of PEFC (2008)
  • 著者名/発表者名: Saneyuki Kimura,Shigeaki Morita, Yasushi Miyata,Kuniyuki Kitagawa
  • 学会等名: The 14 th International Symposium on Advanced Technology and Applications
  • 発表場所: Kyungnam University, Korea
• [学会発表] 燃料電池の分光計測[3]顕微ラマン分光法によるナフィオン中の水分分布計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野田和孝, 森田成昭, 宮田康史, 北川邦行
  • 学会等名: 第69回分析化学討論会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知)
• [学会発表] 燃料電池の分光計測[5]ATR-IRを用いた白金触媒上のCO被毒計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木村真之, 森田成昭, 宮田康史, 北川邦行
  • 学会等名: 日本分析化学会第57年会
  • 発表場所: 福岡大学(福岡)
• [学会発表] 燃料電池の分光計測[7]近赤外・中赤外分光法によるアプローチ (2008)
  • 著者名/発表者名: 森田成昭, 北川邦行
  • 学会等名: 第27回分析化学中部夏期セミナー
  • 発表場所: 四季彩館(岐阜)
• [図書] 赤外・ラマン分光法による高分子材料の表面解析(高分子表面・界面分析法の新展開) (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤春実, 森田成昭
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] Spectrometers for Infrared Light((eds.)David L. Andrews, Encyclopedia of Applied Spectroscopy) (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukihiro Ozaki, Shigeaki Morita
  • 出版者: Wiley-VCH
• [図書] 二次元相関分光法(最新高分子分析ハンドブック) (2008)
  • 著者名/発表者名: 尾崎幸洋, 森田成昭
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考]
  • URL: http://www.ran.nagoya-u.ac.jp/morita/
• [備考]
  • URL: http://www.ran.nagoya-u.ac.jp/morita/
• [備考]
  • URL: http://www.ran.nagoya-u.ac.jp/morita/
• [産業財産権] 固体高分子形燃料電池システム (2009)
  • 発明者名: 北川邦行, 森田成昭, 木村真之
  • 権利者名: 国立大学法人名古屋大学
  • 出願年月日: 2009-04-24