| 研究課題/領域番号 |
21K05197
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
野呂 篤史 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (90377896)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 燃料電池 / 電解質膜 / 脱保護 / 伝導率 / 架橋 / ポリスチレンスルホン酸 / イオン交換容量 / スルホン酸エステル / 固体高分子形燃料電池 / 高分子電解質膜 / プロトン伝導率 / 無加湿 / 強酸性官能基 / 架橋ポリマー / 架橋点 / プロトン伝導 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
強酸性官能基を有し、かつビニルポリマーをベースとした架橋ポリマーに対し、強酸を浸み込ませて新規無水高分子電解質膜を創製する。プロトン伝導率に関して、無加湿下の無水高分子電解質膜がナフィオン等の加湿系高分子電解質膜を凌駕（＞0.1 S/cm）していることを確認する。最終的には無加湿下で高伝導率を示す無水高分子電解質膜作製のための有用な分子設計を提案する。
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| 研究成果の概要 |
一般的に、高加湿で高伝導率を示す電解質膜は低加湿でも良好な伝導率を示し、加湿条件に関わらず高伝導率を示す電解質膜が求められている。電解質膜の伝導率は、電解質膜中の酸基密度と強い相関関係があるとされており、高密度に酸基を有する電解質膜開発に大きな関心が寄せられてきた。本研究では、比較的マイルドな合成法である脱保護法を用い、高スルホン酸基密度の架橋ポリ（4-スチレンスルホン酸）膜を合成した。この膜は80℃、90 %RHで0.93 S/cmと非常に高い伝導率を示した。ちなみにNafion 212膜は同条件で0.15 S/cmであった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
燃料電池は二酸化炭素を発生させずにクリーンに発電できるシステムで、重要な脱炭素技術の一つであり、すでに燃料電池自動車（FCV）や家庭用燃料電池コジェネレーションシステム（エネファーム）等に採用されており、本研究成果は、燃料電池の普及に資するものであり、今後行われる燃料電池関連研究に対し、重要な学術的示唆を与えるものである。
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