機能性高分子薄膜の開発と燃料電池・水素製造デバイスへの応用
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- クリーンエネルギー研究センター 工学部 応用化学科担当
- 教授 宮武 健治
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プロトン導電性高分子膜
燃料電池の高効率・高出力・高耐久を実現する高性能なプロトン導電性高分子膜の開発を行っています。薄膜化とガスバリア性の両立が可能で、高温や低湿度などの過酷な条件でも安定で、安価に製造できる炭化水素系電解質膜を目指しています。構造・合成方法の自由度を活かして、各種デバイスに適した電解質膜を提案しています。(写真1)
アニオン導電性高分子膜
水酸化物イオン導電率が高く耐久性にも優れるアニオン導電性高分子膜の開発を行っています。プロトン導電性高分子膜で得られる構造設計指針を発展させたアニオン導電性高分子膜は、関連企業との共同研究を通して水電解水素製造デバイスへの応用研究も進めています。(写真2)
薄膜大判化と補強膜
プロトンおよびアニオン導電性高分子膜の量合成プロセスと製膜方法の開発を行っています。さらに、これら炭化水素系電解質膜の薄膜化と強靭化を可能とする補強膜の検討も取り組んでいます。(写真3)
触媒層用イオノマー
燃料電池などの電極触媒層バインダーに適したイオノマー材料の開発を行っています。イオノマーとして求められる気体や水の透過性の制御、電極触媒界面における構造や物性を解明し性能向上につなげています。(写真4)
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写真1 プロトン導電性高分子の合成(重合反応)
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写真2 高分子の構造を解析する核磁気共鳴装置
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写真3 製膜した薄膜
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写真4 電極触媒層に用いるイオノマー材料