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超臨界流体含浸法によるパラジウム-高分子電解質複合膜の製作とその評価

研究課題

研究課題/領域番号 25420805
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 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関九州大学

研究代表者

岩井 芳夫  九州大学, 工学研究院, 准教授 (80176528)

研究分担者 米澤 節子  九州大学, 大学院工学研究院, 准助教 (50294898)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード直接メタノール燃料電池 / ナフィオン複合膜 / パラジウム錯体 / 超臨界流体含浸法 / メタノール浸透率 / プロトン伝導率 / 選択率 / 電池特性 / 超臨界含浸法 / 拡散係数 / 溶解度 / パラジウム / 錯体
研究成果の概要

直接メタノール燃料電池のメタノールクロスオーバーを減少させるため、超臨界流体含浸法によりパラジュウム-ナフィオン複合膜を作製した。全てのPd-ナフィオン複合膜においてメタノール浸透率はナフィオンより小さくなった。Pd粒子が大きい場合にはプロトンの移動は阻害されるが、小さなPd粒子が分散している場合はプロトンの伝導性を高めることが分かった。Pd-ナフィオン複合膜の選択率はナフィオンより大きくなり、膜表面のPd濃度が約3 wt%の時に最大となった。Pd-ナフィオン複合膜の電池特性はナフィオンより向上した。選択率の上昇に伴い、電池の最大出力も上がった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Influence of ligands of palladium complexes on palladium/Nafion composite membranes for direct methanol fuel cells by supercritical CO2 impregnation method2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio IWAI, Shun IKEMOTO, Kosuke HARAMAKI, Ryuhei HATTARI, Setsuko YONEZAWA
    • 雑誌名

      J. Supercritical Fluids

      巻: 94 ページ: 48-58

    • DOI

      10.1016/j.supflu.2014.06.015

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Analysis of Nafion/Palladium composite membranes using supercritical CO2 impregnation method2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hattori, Setsuko Yonezawa, Yoshio Iwai
    • 学会等名
      The 3rd Joint Symposium of Kyushu Univ.-Shanghai Univ.-Yeungnam Univ. on Chemical Eng. (SKY Symposium)
    • 発表場所
      Kyushu Univ.
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of diffusion coefficients and solubilities for Pb(acac)2 in Nafion under supercritical carbon dioxide2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Hirayama, Setsuko Yonezawa, Yoshio Iwai
    • 学会等名
      The 28th International Symposium on Chemical Engineering (the 28th ISChE)
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 直接メタノール燃料電池のためのNafion膜の超臨界二酸化炭素による改質2015

    • 著者名/発表者名
      服部隆平, 米沢節子, 岩井芳夫
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Nafion membranes for direct methanol fuel cells treated with supercritical CO22015

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Hattori, Setsuko Yonezawa, Yoshio Iwai
    • 学会等名
      7th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS'15)
    • 発表場所
      Fukuoka Univ.
    • 年月日
      2015-08-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of diffusion coefficients for Pb(acac)2 in Nafion under supercritical carbon dioxide2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Hirayama, Setsuko Yonezawa, Yoshio Iwai
    • 学会等名
      7th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS'15)
    • 発表場所
      Fukuok Univ.
    • 年月日
      2015-08-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超臨界二酸化炭素含浸法を用いた直接メタノール燃料電池用パラジウム+Nafion複合膜の作製および性能評価2014

    • 著者名/発表者名
      池元俊、米澤節子、岩井芳夫
    • 学会等名
      化学工学会第79年会
    • 発表場所
      岐阜市柳戸岐阜大学柳戸キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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