Improvement of chemical and mechanical durability for hybrid proton conductors by means of fine structural control and application for fuel cells

通过精细结构控制和燃料电池应用提高混合质子导体的化学和机械耐久性

• 批准号: 19360303
• 负责人: NAGAI Masayuki
• 金额: $ 8.57万
• 依托单位: Musashi Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19360303/
• 关键词: ハイブリッド材料; プロトン伝導体; 構造制御; 燃料電池電解質; シラン系材料; 耐久性向上; 耐熱性向上; 膜電極接合体; 固体高分子形燃料電池; 無機-有機ハイブリッド; 新規電解質膜; シラン系ポリマー; リン酸処理石膏; 燃料電池特性; 高プロトン伝導性; 燃料電池; 直接メタノール形; 化学的・電気化学的耐久性; 電流-電圧特性

シラン系無機-有機複合高分子を母材として、プロトン伝導性の膜を作製した。試料は約0.2mmの厚みをもち、透明で均一な膜であった。プロトン伝導性を高めるために、物質中のメルカプト基を酸化することにより、スルホン基を生成させた。また、機械的な強度と化学的な強度を両立するために、シリコンと酸素が交互に結びついたシロキサン結合の歪みを小さくする条件を探索した。電気伝導度は室温~80℃の無加湿下においてフッ素樹脂系プロトン伝導体の加湿下と同程度の値を示し、作製した電解質膜は燃料電池の隔膜として優れた特性を示すことが分かった。

使用硅烷基无机-有机复合聚合物作为基材制备质子传导膜。样品的厚度约为0.2mm，为透明且均匀的膜。为了提高质子传导性，通过氧化材料中的巯基产生磺基。此外，为了同时实现机械强度和化学强度，我们寻找可以减少硅氧烷键（其中硅和氧交替键合）应变的条件。发现氟树脂基质子导体的电导率在室温至80°C的非加湿条件下相当，表明所制造的电解质膜作为燃料电池隔膜表现出优异的性能。

项目成果

固体酸化物形燃料電池用YSZ電解質薄膜の作製と評価

固体氧化物燃料电池用YSZ电解质薄膜的制备及评价

• 发表时间: 2007
• 作者: 水谷佑樹;内田寛;舟窪浩;幸田清一郎;井坂 暢夫(永井 正幸)
• 通讯作者: 井坂 暢夫(永井 正幸)

Development of Electrolyte and Electrode for Alkaline Membrane Fuel Cell

碱性膜燃料电池电解质和电极的研制

• 发表时间: 2008
• 作者: S. Kaneko;H. Funakubo;T. Kadowaki;Y. Hirabayashi and K. Akiyama;S.Suzuki and M.Nagai
• 通讯作者: S.Suzuki and M.Nagai

"Nano-characterization of a nafion thin film in air and in water by atomic force microscopy

“通过原子力显微镜对空气和水中的 nafion 薄膜进行纳米表征

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. of Physics, Conference Series Vol.90, No.3
• 作者: K.Umemura;T.Wang;M.Hara;R.Kuroda;O.Uchida;M.Nagai
• 通讯作者: M.Nagai

ホール輸送層としてPEDOTを用いた全固体色素増感太陽電池

以PEDOT作为空穴传输层的全固态染料敏化太阳能电池

• 发表时间: 2008
• 作者: 水谷佑樹;内田寛;舟窪浩;幸田清一郎;坂本仁・新梅数馬・永井正幸
• 通讯作者: 坂本仁・新梅数馬・永井正幸

Direct observation of deformation of nafion surfaces induced by methanol treatment by using atomic force microscopy

原子力显微镜直接观察甲醇处理引起的 nafion 表面变形

• 发表时间: 2008
• 期刊: Appl. Surf. Sci. 254, 23
• 作者: Kazuo Umemura;Reiko Kuroda;Yanfeng Gao;Masayuki Nagai;Yuta Maeda
• 通讯作者: Yuta Maeda