局所スペクトロスコピー19F-NMR・MRIによるPEFC電解質膜劣化機構の解明

通过局部光谱 19F-NMR/MRI 阐明 PEFC 电解质膜劣化机制

• 批准号: 18760142
• 负责人: 津島 将司
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760142/
• 关键词: 燃料電池; 高分子構造・物性; 水素; NMR; MRI

燃料電池に用いられる電解質膜について、劣化挙動を解析する手法として、局所スペクトロスコピーMRI計測を開発した。ここで、局所スペクトロスコピーMRIとは、まず計測サンプルのMRI計測を実施し、その画像上の特定の部位からのNMRスペクトルを取得する計測手法である。本研究課題では、キャスト製膜したナフィオン膜について、開回路保持により電解質膜の劣化加速実験を行い、電解質膜断面の^1H-MRI計測を実施し、得ちれた画像上において、アノード側からカソード側の膜内各領域からの^1H-NMRスペクトルを取得した。この結果、カソード側について、^1H-NMRスペクトルのピーク位置のシフトが顕著であることが示された。さらに、19F-NMRスペクトル計測から、劣化電解質膜においては、高分子側鎖の選択的な脱離が生じていることが示され、開回路保持により、カソード側電解質膜の劣化がより進行することが明らかになった。

我们开发了局部光谱 MRI 测量作为分析燃料电池中电解质膜劣化行为的方法。这里，局部光谱MRI是首先对测量样本进行MRI测量并从图像上的特定部位获得NMR谱的测量方法。在本研究项目中，我们使用铸造的Nafion膜进行了通过保持开路来加速电解质膜劣化的实验，并对电解质膜的横截面进行了^1H-MRI测量，并得到了^1H-NMR谱。从阴极侧薄膜内的每个区域获得。结果表明^1H-NMR谱的峰位置显着偏移到阴极侧。此外，19F-NMR光谱表明，在降解的电解质膜中发生了聚合物侧链的选择性解吸，这表明由于开路维护而导致阴极电解质膜的劣化进一步进展。