| 研究実績の概要 |
本研究では，固体高分子形燃料電池において電極触媒層と微細孔層を一括して扱い，連結した輸送経路をマイクロプリンティング技術により３次元構造構築する手法の確立を目指している．さらに，電極触媒層内のイオン，反応ガス，電子の輸送経路を把握するために，電極内高分子アイオノマーの空間分布を可視化する断面分析手法を開発し，次世代燃料電池電極創製のための基盤技術を確立することを目的としている．本年度は，これまでの研究において，マイクロ溝を有する電極触媒層の作製に成功し，発電特性向上への寄与が認められたことから，マイクロプリンティングにおける塗工間隔を125μm, 250μm, 500μmとしてマイクロ溝を形成した電極触媒層と従来手法（塗工法）との比較を行った．供給ガスの酸素分圧ならびに加湿条件を変化させて燃料電池の発電特性を調べ，高加湿条件では，高電流密度域での塗工間隔250μm，125μmのマイクロ溝付触媒層が従来手法で作製した均一な触媒層より性能が向上することを見出し，効率的な液水排出による濃度過電圧の低減によるものであることを実験的に明らかにした．さらに，マイクロ溝方向とガス流路方向についての検討を行い，良好な発電特性となる互いの空間配置について明らかにした．断面分析技術については，イオンミリング法と集束イオンビーム(FIB)加工法を用いた二段階加工法において，電極触媒層内に含有する物質に関してFIB加工時のエッチングレートが異なることを明らかにし，本手法により，電極触媒層内のアイオノマーを選択除去できることを示した．
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