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金属セパレータを用いる固体高分子形燃料電池の発電性能と腐食特性

研究課題

研究課題/領域番号 24560868
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関岩手大学

研究代表者

八代 仁  岩手大学, 工学部, 教授 (60174497)

研究協力者 明 承澤  世宗大学, ナノ材料工学部, 准教授
熊谷 昌信  大陽ステンレススプリング, 研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード固体高分子形燃料電池 / セパレータ / 腐食 / 鉄 / ステンレス鋼 / 窒化 / 表面処理
研究成果の概要

固体高分子形燃料電池用セパレータ材料として金属材料を用いる場合、腐食が問題となるのに対し、これまでセパレータの置かれる腐食環境は十分解析されていなかった。本研究では、腐食しやすい鉄をセパレータ材料に選び、模擬環境と実環境での腐食速度を比較することにより、実環境を推定することを試みた。その結果、カソードガス出口部で最も腐食環境が厳しくなることを明らかにした。また、新しいステンレス鋼製セパレータ候補材として高窒素ステンレス鋼を提案し、それを用いた燃料電池特性を調べとともに、カーボンガス拡散層との接触抵抗を低下させることを目的として、電気化学的窒化法を適用し、セル特性を向上させることができた。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 硝酸塩溶液中でカソード処理されたステンレス鋼の表面特性とPEFCセパレータへの適用2014

    • 著者名/発表者名
      八代 仁, 横澤雄貴, 呉 松竹,熊谷昌信,明 承澤, 片田康行
    • 雑誌名

      材料と環境

      巻: 61 ページ: 439-442

    • NAID

      130004503150

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of the Passive Layer on High Nitrogen Stainless Steel used as Bipolar Plates for Proton Exchange Membrane Fuel Cells2012

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Kumagai, Seung-Taek Myung, Hitoshi Yashiro, Yasuyuki Katada
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 210 ページ: 92-95

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2012.03.035

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ステンレス鋼の電気化学的窒化とPEFCセパレータへの応用2015

    • 著者名/発表者名
      八代 仁、横澤雄貴、呉 松竹、橋本綾子、片田康行
    • 学会等名
      材料と環境2015
    • 発表場所
      東京電機大
    • 年月日
      2015-05-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 単金属セパレータの腐食挙動解析に基づくPEFC内腐食環境の推定2015

    • 著者名/発表者名
      高橋圭太、横澤雄貴、八代仁、熊谷昌信
    • 学会等名
      平成26年度腐食防食学会東北支部講演会
    • 発表場所
      秋田大学(秋田)
    • 年月日
      2015-03-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 固体高分子形燃料電池において金属セパレータがおかれる腐食環境に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      高橋圭太、横澤雄貴、八代 仁、熊谷 昌信
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      山形大学(米沢)
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] PEFC用セパレータ材料としての ステンレス鋼の特性2014

    • 著者名/発表者名
      八代 仁
    • 学会等名
      自動車技術会 燃料電池部門委員会
    • 発表場所
      自動車技術会(東京)
    • 年月日
      2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カソード分極処理したNi節約型ステンレス鋼のPEFC環境中での評価2014

    • 著者名/発表者名
      横澤 雄貴, 八代 仁, 呉 松竹, 熊谷昌信, 明 承澤, 片田康行, 鳥塚史郎
    • 学会等名
      材料と環境2014
    • 発表場所
      一橋記念講堂(東京)
    • 年月日
      2014-05-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 硝酸塩水溶液中でカソード処理されたステンレス鋼の表面特性とPEFCセパレータへの適用2013

    • 著者名/発表者名
      八代 仁, 横澤 雄貴, 呉 松竹, 熊谷 昌信, 明 承澤, 片田 康行
    • 学会等名
      材料と環境2013
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Surface propeties of electrochemically nitrided stainless steel2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yokosawa, H. Yashiro, S. Kure, M. Kumagai, S-T. Myung
    • 学会等名
      Int. Symp. for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Jpn.
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] PEFC環境中でのカソード分極処理したNi節約型ステンレス鋼の評価2013

    • 著者名/発表者名
      横澤 雄貴、八代 仁、呉 松竹、熊谷 昌信、明 承澤、片田 康行、鳥塚 史郎
    • 学会等名
      電池討論会
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気化学的に表面を窒化したステンレス鋼の特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      横澤 雄貴、八代 仁、呉 松竹、熊谷 昌信、明 承澤
    • 学会等名
      電気化学会創立第80周年記念大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] A New Design of PEMFC Bipolar Plate for Corrosion Study2012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Yashiro, Takuma Ichikawa, Song-Zhu Chu, Masanobu Kumagai, Seung-Taek Myung
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science 2012
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village, U.S.A
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体高分子形燃料電池環境下におけるNi節約型高窒素鋼セパレータにおける窒素の役割2012

    • 著者名/発表者名
      熊谷昌信,明承 澤,市川琢麻,横澤雄貴,八代 仁,片田 康行
    • 学会等名
      第53回電池討論会
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク(福岡)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 岩手大学レポジトリ

    • URL

      http://ir.iwate-u.ac.jp/dspace/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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