高アルカリ耐性多孔性アニオン伝導イオノマーによる物質移動制御
【研究分野】デバイス関連化学
【研究キーワード】
電解質 / 燃料電池 / 物質移動 / イオノマー / イオン伝導 / 耐久性 / アイオノマー / 多孔性高分子 / 化学耐久性 / アニオン伝導性高分子 / 電解質膜 / アニオン伝導膜
【研究成果の概要】
本研究では、固体アルカリ燃料電池の化学反応場である膜電極複合体にイオン、燃料ガスを効率よく移動させるイオノマーとして、多孔性アニオン伝導高分子を開発した。全芳香族骨格を持つ高分子を設計することで化学耐久性に優れた材料が得られること、分子内細孔を用いて、少ない水で効率的にイオンを伝導できる事を明らかにし、ギ酸塩を用いた燃料電池に実際に用いることで高い発電性能と耐久性を実証した。
【研究の社会的意義】
固体アルカリ燃料電池では、化学耐久性に優れ、化学反応サイトにイオン、燃料ガスを効率良く移動させるアニオン伝導材料の開発が重要である。本研究では、高分子骨格中に分解の起点を持たない全芳香族高分子を用いることで高い化学耐久性が得られる事、多孔性高分子の分子細孔を用いることで、効率良くイオンや燃料ガスを透過させる事が可能であるという事を明らかにし、固体アルカリ燃料電池に使用するイオノマーの、重要な材料開発指針を提供できた。
【研究代表者】
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)