高電流密度運転を指向した燃料電池用カーボンフリー触媒層の構造設計・開発
【研究キーワード】
燃料電池 / カーボンフリー / 触媒層 / カソード / マイクロポーラス層 / 水移動 / 物質移動抵抗 / 高電流密度 / 固体高分子形燃料電池 / カーボンフリー触媒層 / 高電流密度運転 / 物質移動 / 水管理
【研究成果の概要】
本研究は、高活性・高耐久なカーボンフリーナノ粒子連結触媒を用いて、固体高分子形燃料電池(PEFC)の高出力化に必要な電極構造の設計指針獲得を目的とした。本研究では、カーボンフリー触媒層から水を効率よく移動させるために、マイクロポーラス層の構造制御を行い、高電流密度領域での発電性能に与える影響を明らかにした。さらに、ラテックス粒子をテンプレートに用いる新たな手法によるカーボンフリー触媒層の構造制御を実証した。この様に、本研究は、系統的な電極構造の制御に成功し、PEFCの高出力化のための有用な知見が得られた。
【研究の社会的意義】
本研究は、カーボンフリー触媒層を用いた電極の系統的な構造制御に取り組み、固体高分子形燃料電池の高出力化のための有用な知見を獲得した。本研究のアプローチは、固体アルカリ燃料電池、水電解などの他のエネルギーデバイスの電極構造の設計・開発に対しても有効であると考えられ、研究の更なる展開が見込める。この様に、本研究で得られた成果は、昨今のエネルギー問題に貢献でき、カーボンニュートラル社会の実現の一助になると期待される。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)