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イガイを模倣して水素電池の安定性と性能を向上させる技術を開発

水素燃料電池の性能と安全性向上に寄与の見込み


水素燃料電池自動車が環境親和的な自動車として注目を集めており、水素燃料電池に関連する研究開発が活発に行われている。水素燃料電池は大気中の酸素と水素を燃料として電気を生産し、副産物としては水だけが残るため、環境親和的エネルギーとして注目されている。こうした中で韓国の研究チームがイガイを模倣した技術を活用して水素燃料電池の性能と安定性を高める技術を開発した。

KIST(韓国科学技術研究院、イ・ビョングォン院長)は燃料電池研究センターのキム・ジニョン博士チームがイガイに存在する表面接着特性を活用して従来よりも性能が向上した水素燃料電池を開発したと12月27日に発表した。

研究チームはイガイの接着原理から燃料電池用の高分子電解質膜の耐久性を改善するアイデアを得た。次いでポリドーパミン重合反応を通じて多孔性ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)支持体にコーティングをほどこし、その上に水素イオン伝導性をもつ過フッ素化スルホン酸(PFSA)高分子がしみこんだ形の「強化複合高分子電解質膜」を開発した。

強化複合電解質膜は薄くて従来より水素イオン伝導度と機械的耐久性が向上した電解質膜。だが極疎水性をもつPTFEにPFSA重合体を稠密に染み込ませることが難しく、膜が薄いため電解質高分子が分解されて気体が膜を透過する現象が現れやすいのが問題だった。

研究チームは強化複合高分子電解質膜に表面処理したポリドーパミンに極疎水性のPTFE表面を親水性を改質して親水性重合体を容易に染み込ませ、高分子の境界面で発生していた龜裂を減少させた。また電解質膜の化学的劣化を防ぐ酸化防止剤であるセリウムの成分が支持体の表面に結着して燃料電池の耐久性と安定性が高まった。

キム・ジニョン博士は「研究結果は自然界の物質からアイデアを得てその現象を模倣したもの。既存の産業技術の問題点を克服できた。今後水素燃料電池の性能向上をリードし、強化複合高分子形態の電解質膜を活用するさまざまな応用分野の発展に役立てばと思う」と述べた。







[2019-01-04]

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