CLS

Laboratory for Chemistry and Life Science, Institute of Integrated Research, Institute of Science Tokyo

東京科学大学
総合研究院
化学生命科学研究所

LAST UPDATE 2020/06/11

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    宮西将史 Shoji MIYANISHI
    特任助教 Project Assistant Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    東京科学大学総合研究院化学生命科学研究所
    Laboratory for Chemistry and Life Science, Institute of Integrated Research, Institute of Science Tokyo

    分子機能化学領域
    Molecular Function
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    燃料電池
    電解質膜
    イオン伝導
    Fuel cell
    Polyelectrolyte membrane
    Ion conduction
研究テーマ
Research Subject
アルカリ燃料電池用電解質膜の設計開発
Design and synthesis of polyelectrolyte membranes for alkaline fuel cell

研究の背景 Background

アルカリ燃料電池は非貴金属触媒や液体燃料が使用できることから、プロトン交換膜型燃料電池に変わる、安価で高密度のエネルギー変換デバイスとして注目を集めています。しかし、実用に向けては高性能の電解質膜が求められています。特に近年、化学耐久性やイオン伝導性に優れたアニオン伝導膜の開発が世界中で行われています。

Alkaline fuel cell attracts increasing attention as a cheap and high density energy conversion device since non-noble metal catalyst and liquid fuel can be used in this device. However, high performance polyelectrolyte membrane is necessary for practical application. Especially, developing highly durable and conductive anion exchange membrane is a hot research topic in this area.

研究の目標 Outcome

イオン伝導チャネルがナノレベルで精密に制御された電解質材料を設計し、電解質膜中のイオン伝導に最適な相分離構造を模索しています。また、モデル化合物を用いて電解質膜の詳細の劣化メカニズムを明らかにし、化学耐久性に優れた分子骨格を探索しています。こうした研究を通して得られた知見をもとに、燃料電池へ使用可能な高耐久性の電解質膜を開発し、高性能のアルカリ燃料電池の作製を目指しています。

The membrane with precisely controlled ion channel is designed and optimum morphology for ion conduction is investigated. Furthermore, detailed degradation mechanism of polyelectrolyte membrane is clarified by using model compound and durable molecular structure is screened. Based on these investigation, highly durable membrane for real fuel cell application is designed and high performance alkaline fuel cell will be fabricated.

研究図Research Figure

Fig.1. Anion exchange membrane with well-defined bilayer lamellae structure Fig.2. New alkaline degradation mechanism of polyarylene ether anion exchange membrane clarified by using model compounds Fig.3. Methanol alkaline fuel cell (top) and H2/O2 acid/alkaline hybrid fuel cell (bottom) performance by using the highly durable anion exchange membrane

文献 / Publications

ケミカルエンジニアリング5月号(2016)

Macromlecules 48 (8) 2576 (2015), Poly.Chem. 6 7964 (2015) Phys.Chem.Phys.Chem. 18 12009 (2016).

研究者HP