新規複極性膜による燃料電池のドライ運転

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656487
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 化工物性・移動操作・単位操作
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 須藤 雅夫 静岡大学, 工学部, 教授 (80154615)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 燃料電池 / 低湿度運転 / 水分管理 / ハイブリッド膜 / 複極性膜

研究概要

本研究における最終的な目標は、ハイブリッド型燃料電池での自己加湿運転(HMFC)であるが、その前段階として、アニオン膜(AHA、A901)を使用して、定電流測定を行いAEMFCでの水輸送解析を行った。AEMFCでは、膜内をOH-が輸送しており、それに伴い電気浸透水がカソードからアノードへと輸送されていることが確認された。HMFCによる発電性能の比較を行った。BP-1、Nafion212 & A901、Nafion212、の異なる3種類の電解質膜を使用してMEAを作製した。発電測定結果より、作製したハイブリッド膜は、市販バイポーラ膜であるBP-1膜よりも高い性能を示した。また、電解質膜にNafion212のみを使用したものよりも、A901を使用した方が高い性能を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of Pt/C catalyst degradation and H2O2 formation changes under simulated PEM fuel cell condition by a rotation ring-disk electrode (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ono, Y. Yasuda, K. Sekizawa, N. Takeuchi, T. Yoshida and M. Sudoh
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 97 ページ: 58-65
• [雑誌論文] Effect of dissolution on H2O2 formation by using RRDE method (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ono, N. Takeuchi, K. Sekizawa, T. Yoshida and M. Sudoh
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 50(19) ページ: 33-42
• [雑誌論文] Design of rechargeable air diffusion cathode of metal air battery in alkaline solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takashita, S. Fujimoto and M. Sudoh
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 50(19) ページ: 3-12
• [雑誌論文] Development of a measurement system of laser efficiency in the crystalline polymer welding process (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Okuizumi, S.Hirota, M. Sudohand Y. Okano, J
  • 雑誌名: Advanced Reasearch in Physics 巻: 3(1) ページ: 011212 (1-6)
• [雑誌論文] Transport Properties of Plasma Polymerized Anion Exchange Membrane for Direct Methanol Alkaline Fuel Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kurozumi, Y. Okajima, H. Nagai and M. Sudoh
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 50(2) ページ: 2109-2118
• [雑誌論文] Performance of fuel-cell type CO sensors using each of polybenzimidazole (PBI) and Nafion membranes (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mochizuki, T. Kikuchi, M. Sudoh, Y. Ishiguro and T. Suzuki
  • 雑誌名: J. Electrochemical Society 巻: 158 ページ: J71-J75
• [雑誌論文] Effect of carbon dioxide on performance of PEMFC using reformed gas containing hydrogen gas from biogas (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Okajima, A. Yamamo t o , M. Sudo h, S. Sakai and Y. Matsumoto
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 79 ページ: 346-348
• [雑誌論文] Design of multi-layered anode for direct methanol fuel cell (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakashima, H. Saito, K. Murano and M. Sudoh
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 79 ページ: 361-363
• [雑誌論文] Evaluation of Ag-based Gas-Diffusion Electrode for Two-Compartment Cell used in Novel Chlor-Alkali Membrane Process (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Sudoh, K. Arai, Y. Izawa, T. Suzuki, M. Uno, M. Tanaka, K. Hirao and Y. Nishiki
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 56 ページ: 10575-10581
• [雑誌論文] Anion Conductive Membrane Prepared by Plasma Polymerization for Direct Methanol Alkaline Fuel Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Masao Sudoh, Sachi Niimi, Tomohiro Kurozumi and Yoshiki Okajima
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: Vol.41, No.1 ページ: 1775-1784
• [雑誌論文] Process analysis of laser welding method with polybuylenephthalate (PBT) (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Okuizumi, S. Hirota, M. Sudohand Y. Okano
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: 222 ページ: 150-153
• [学会発表] 電気二重層キャパシタの性能に与える影響因子 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安江智広、長沢雄亮、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会78年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] 呼気中エタノールセンシングのための小型燃料電池の非定常応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神谷和宏、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会78年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] 固体高分子形燃料電池の過酸化水素生成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡本祐樹、小野賢志郎、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会78年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] アニオン伝導層ハイブリッド膜を用いる燃料電池の性能特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永井秀和、下川亮介、菅沢幸大、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会78年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] 固体高分子形燃料電池の膜内水分輸送の実時間挙動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下川亮介、永井秀和、菅沢幸大、水口 尚、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会78年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] 電気二重層キャパシタのセル性能に与える活性炭性状の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長沢雄亮、須藤雅夫
  • 学会等名: 第15回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 米沢
  • 年月日: 2013-03-02
• [学会発表] 燃料電池のPt/C触媒での過酸化水素生成に対する ECSAの影響評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 保田雄貴、須藤雅夫
  • 学会等名: 第15回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 米沢
  • 年月日: 2013-03-02
• [学会発表] プラズマ重合アニオン伝導膜の輸送特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大村光作、須藤雅夫
  • 学会等名: 第15回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 米沢
  • 年月日: 2013-03-02
• [学会発表] 亜鉛-空気電池に用いるガス拡散電極の充放電特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井田徹、須藤雅夫
  • 学会等名: 第15回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 米沢
  • 年月日: 2013-03-02
• [学会発表] 固体高分子形燃料電池における膜内水輸送解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅沢幸大、須藤雅夫
  • 学会等名: 第15回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 米沢
  • 年月日: 2013-03-02
• [学会発表] An electric double layer capacitor using spent coffee grounds derived acticated carbon electrode (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Kikuchi, T. Yasue, R. Yamashita, S. Sakuragawa, M. Sudoh
  • 学会等名: BIOCOMP 2012
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 20121127-31
• [学会発表] プラズマ重合アニオン伝導膜の輸送特性とDMAFC発電性能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒住知弘、大村光作、永井秀和、須藤雅夫
  • 学会等名: 第53回電池討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121124-25
• [学会発表] 白金担持炭素触媒の連続電位操作での過酸化水素生成能評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野賢志郎、岡本祐樹、保田雄貴、竹内仙光、関澤好史、吉田利彦、須藤雅夫
  • 学会等名: 第53回電池討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121124-25
• [学会発表] アルカリ空気電池の銀触媒カソードの充放電特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹下雄太、井田徹、藤本晋太朗、須藤雅夫、尾形節郎、錦善則
  • 学会等名: 第36回電解技術討論会
  • 発表場所: 滋賀県立大学
  • 年月日: 20121025-26
• [学会発表] Transport properties of plasma polymerized anion exchange membrane for direct methanol alkaline fuel cells (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kurozumim Y. Okajima, H. Nagai and M. Sudoh
  • 学会等名: ECS PRiME 2012
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 20121007-12
• [学会発表] Design of rechargeable air diffusion cathdode of metal-air battery in alkaline solution (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takeshita, S. Fujimoto and M. Sudoh
  • 学会等名: ECS PRiME 2012
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 20121007-12
• [学会発表] Effect of Pt dissokution on H2O2 formation by using RRDE method (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ono, N. Takeuchi, K.Sekizawa,N. Takeuchi, Yoshida and M. Sudoh
  • 学会等名: ECS/PRiME 2012
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 20121007-12
• [学会発表] 電気二重層キャパシタの電極構造因子が与える性能特性のモデル予測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安江智広、古藤田輝昭、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] 燃料電池型アルコールセンサの応答特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神谷和宏、菊池貴之、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] 複極性膜を用いる燃料電池の運転特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永井秀和、下川亮介、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] 固体高分子形燃料電池運転時の過酸化水素生成の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡本祐樹、小野賢志郎、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] 燃料電池型アルコールセンサの応答特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神谷和宏、菊池貴之、須藤雅夫
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 20120329-31
• [学会発表] プラズマ重合アニオン伝導膜の特性と発電性能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒住知弘、岡島良樹、永井秀和、須藤雅夫
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 20120329-31
• [学会発表] 燃料電池運転時の過酸化水素生成速度に与える影響因子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野賢志郎、岡本祐樹、須藤雅夫
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 20120329-31
• [学会発表] 電気二重層キャパシタの電極構造特性と性能評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安江智広、古藤田輝昭、須藤雅夫
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 20120329-31
• [学会発表] アルカリ空気電池における銀触媒カソードの酸素還元能及び耐酸化性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹下雄太、藤本晋太朗、須藤雅夫
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 20120329-31
• [学会発表] 固体高分子形燃料電池の湿度変化と性能評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡島良樹、永井秀和、藤城雅之、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会77年会
  • 発表場所: 工学院大学
  • 年月日: 20120315-17
• [学会発表] 燃料電池作動型 COセンサの廉価要因解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊池貴之、望月 計、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会77年会
  • 発表場所: 工学院大学
  • 年月日: 20120315-17
• [学会発表] 電気二重層キャパシタの多孔質理論によるモデリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 古藤田輝幸、安江智広、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会77年会
  • 発表場所: 工学院大学
  • 年月日: 20120315-17
• [学会発表] 電解ガス拡散電極の金属-空気電池への応用と特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤本晋太朗、竹下雄太、須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会77年会
  • 発表場所: 工学院大学
  • 年月日: 20120315-17
• [学会発表] 燃料電池型COセンサのMEA劣化要因解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 須藤雅夫、菊池貴之、神谷和宏、望月計
  • 学会等名: 第22回電極材料研究会
  • 発表場所: 甲府
  • 年月日: 2012-07-27
• [学会発表] 回転リングディスク電極を用いるアルカリ水溶液での酸素還元プロセスの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田健二、須藤雅夫
  • 学会等名: 第14回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-03
• [学会発表] プラズマ重合法電解質膜の作成と膜特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永井秀和、須藤雅夫
  • 学会等名: 第14回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-03
• [学会発表] 燃料電池型アルコールセンサの特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神谷和宏、須藤雅夫
  • 学会等名: 第14回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-03
• [学会発表] 燃料電池運転時の過酸化水素生成に対する加湿の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡本祐樹、須藤雅夫
  • 学会等名: 第14回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-03
• [学会発表] 電気二重層キャパシタに用いられる」炭素電極のカーボンブラック比率の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安江智広、須藤雅夫
  • 学会等名: 第14回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-03
• [学会発表] 銀触媒電極の酸素還元応能と対酸化性能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹下雄太、藤本晋太朗、須藤雅夫
  • 学会等名: 第35回電解討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20111114-15
• [学会発表] ガス拡散電極を用いる電気化学プロセスの設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 須藤雅夫
  • 学会等名: 第35回電解討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20111114-15
• [学会発表] 回転円盤電極によるアルカリ水溶液中での酸素還元反応の速度解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂井研斗、遠藤聡一郎、山田健二、須藤雅夫
  • 学会等名: 第42回中化連
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 20111105-06
• [学会発表] 白金担持炭素電極触媒の過酸化水素生成能評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小野賢志郎、中嶋恒良、小野達也、須藤雅夫
  • 学会等名: 第52回電池討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20111017-20
• [学会発表] アニオン膜を用いるアルカリメタノール燃料電池の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 黒住知弘、新美幸、岡島良樹、須藤雅夫
  • 学会等名: 第52回電池討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20111017-20
• [学会発表] 固体高分子形燃料電池の膜伝導度の測定法比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤城 雅之、岡島 良樹、黒住 知弘、須藤 雅夫
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名工大
  • 年月日: 20110914-16
• [学会発表] 燃料電池電極触媒の酸素還元反応における過酸化水素生成評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小野 賢志郎, 中嶋 恒良,小野 達也,須藤 雅夫
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名工大
  • 年月日: 20110914-16
• [学会発表] アルカリ空気電池のための銀触媒カソードの設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹下 雄太, 藤本 晋太郎, 須藤 雅夫
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名工大
  • 年月日: 20110914-16
• [学会発表] 直接メタノール形燃料電池のためのプラズマ重合アニオン膜の設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 黒住 知弘,新美 幸,岡島 良樹,須藤雅夫
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名工大
  • 年月日: 20110914-16
• [学会発表] Application of air diffusion cathode for alkali electrolysis to metal-air battery (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Fujimoto, Y. Takeshita and M. Sudoh
  • 学会等名: 63rd ISE
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 20110911-16
• [学会発表] Fuel cell type CO sensor in wide range from 30oC to 200oC using Poly b en z imidazole (PBI) membrane (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kikuchi, K. Mochizuki, M. Sudoh, H. Hadano, Y. Ishiguro
  • 学会等名: 63rd ISE
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 20110911-16
• [学会発表] Direct methanol alkaline fuel cell with anion conductive membrane prepared by plasma polymerization (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Okajima, S. Niimi, T. Kurozumi, M. Fujimoto, M. Sudoh
  • 学会等名: 63rd ISE
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 20110911-16
• [学会発表] Prediction of structure factors of electric double layer capacitor by porous electrode theory (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kotoda, H. Yamano, T. Takikawa and M. Sudoh
  • 学会等名: 63rd ISE
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 20110911-16
• [学会発表] Anion conductive membrane prepared by plasma polymerization for direct methanol alkaline fuel cell (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Sudoh, S. Niimi, T. Kurozumi, Y. Okajima
  • 学会等名: 220th ECS
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2011-10-11
• [学会発表] 銀触媒ガス拡散カソードにおける炭素材料の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤本晋太朗 竹下雄太 須藤雅夫
  • 学会等名: 第21回電極材料研究会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-07-29
• [図書] 8.4.3.膜素材の構造と性質「第6版 電気化学便覧」 (2013)
  • 著者名/発表者名: 須藤雅夫
  • 出版者: 丸善
• [図書] 基礎 化学工学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 須藤雅夫
  • 総ページ数: 239
  • 出版者: 共立出版
• [備考]
  • URL: http://cheme.eng.shizuoka.ac.jp/sudohlab/