Development of polymer electrolyte membrane which is difficult to degrade by controlling the structure of water cluster in the membrane
通过控制膜内水簇结构开发难降解的聚合物电解质膜
基本信息
- 批准号:23656127
- 负责人:
- 金额:$ 2.41万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
- 财政年份:2011
- 资助国家:日本
- 起止时间:2011 至 2012
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
First we constructed a simulator to analyze the transport phenomena of proton and OH radical in polymer electrolyte membrane with considering the hopping mechanism by molecular dynamics method. Using the simulator, we obtained the knowledge about the nanoscale structure of water cluster in polymer electrolyte membrane which has both high proton conductivity and low OH radical conductivity to make the theoretical design of next generation polymer electrolyte membrane. Consequently, we succeed the modeling of proton hopping which can express the energy barrier of proton hopping obtained by quantum chemical calculations accurately. Using the model, we succeed to make a simulator to analyze the proton transport phenomena. Using the simulator we analyze the dependence of water content on the diffusivity of membrane. Consequently, it is found out that the diffusivity of membrane increases with the increase in water content and the diffusivity of water is larger than that of proton.
首先,我们构建了一个模拟器,通过分子动力学方法分析了质子和OH自由基在聚合物电解质膜中的传输现象,考虑了跳跃机制。利用该模拟器,我们获得了兼具高质子传导性和低OH自由基传导性的聚合物电解质膜中水簇的纳米级结构的知识,以进行下一代聚合物电解质膜的理论设计。因此,我们成功地对质子跳跃进行了建模,可以准确地表达通过量子化学计算得到的质子跳跃的能垒。利用该模型,我们成功制作了一个模拟器来分析质子输运现象。使用模拟器,我们分析了水含量对膜扩散率的依赖性。结果发现,膜的扩散系数随着含水量的增加而增大,且水的扩散系数大于质子的扩散系数。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Nanoscale Transport Phenomena in PEM of PEFC by Large Scale Molecular Dynamics Simulations
通过大规模分子动力学模拟研究 PEFC 的 PEM 中的纳米级输运现象
- DOI:
- 发表时间:2012
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Takashi Tokumasu
- 通讯作者:Takashi Tokumasu
Analysis of Water Molecules and Hydronium Ions Dynamics in Nafion Membrane
Nafion 膜中水分子和水合氢离子动力学分析
- DOI:
- 发表时间:2012
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Takuya Mabuchi;Takashi Tokumasu
- 通讯作者:Takashi Tokumasu
Analysis of Transport Phenomena in Membrane Electrode Assembly of Polymer Electrolyte Fuel Cell by Molecular Simulation
聚合物电解质燃料电池膜电极组件输运现象的分子模拟分析
- DOI:
- 发表时间:2011
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Takashi Tokumasu
- 通讯作者:Takashi Tokumasu
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- DOI:
- 发表时间:2011
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:馬渕 拓哉;徳増 崇
- 通讯作者:徳増 崇
Large-scale Molecular Dynamics Simulations for Analyses of Transport Phenomena in Polymer Electrolyte Fuel Cell
用于分析聚合物电解质燃料电池中输运现象的大规模分子动力学模拟
- DOI:
- 发表时间:2013
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Takashi Tokumasu; Akinori Fukushima; Takuya Mabuchi;Yuta Sugaya
- 通讯作者:Yuta Sugaya
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