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金 翼水 教授ら、米国エネルギー省が定める目標値の7倍を超える高耐久燃料電池用薄膜を開発

2023.07.27

信州大学先鋭領域融合研究群 国際ファイバー工学研究拠点/繊維学部 機械・ロボット学科の金 翼水 教授、山梨大学クリーンエネルギー研究センター・早稲田大学理工学術院の宮武 健治 教授、早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構の刘 芳华 次席研究員の研究グループは、酸性基を導入したプロトン導電性芳香族高分子（SPP-TFP-4.0）とエレクトロスピニング法（高分子溶液に高電圧を印加しながら射出してナノファイバーを作製する方法）でナノファイバーシート化したポリフッ化ビニリデン（PVDF）から複合電解質膜（SPP-TFP-4.0-PVDF）を作製しました。
この複合電解質膜を用いた固体高分子形燃料電池（PEFC）は、これまでの課題であった幅広い温度範囲（80～120℃）および湿度範囲（相対湿度30～120％）での高性能と、米国エネルギー省（US DOE）が定める加速耐久性試験（米国エネルギー省推奨試験）における2025年の目標値（20,000サイクル、次世代の燃料電池への搭載に求められる耐久性の指標）を大きく上回る高耐久性（148,870サイクル）を達成しました。
本研究成果は7月27日（木）午前3時（日本時間）に米国科学振興協会(AAAS)が発行するオンライン学術雑誌『Science Advances』で公開されました。 詳細はプレスリリースをご覧ください。

（論文情報）
雑誌名：Science Advances
論文名：Proton-conductive aromatic membranes reinforced with poly(vinylidene fluoride) nanofibers for high-performance durable fuel cells
執筆者：Liu Fanghua、Ick Soo Kim、Kenji Miyatake
刘 芳华(早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構)、金 翼水(信州大学繊維学部)、宮武 健治(山梨大学クリーンエネルギー研究センター・早稲田大学理工学術院)
掲載日時（日本時間）：2023年7月27日（木）午前3時
URL： http://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg9057
DOI：10.1126/sciadv.adg9057
　

A. 本研究で開発した芳香族系のプロトン導電性高分子SPP-TFP-4.0の構造
B. エレクトロスピニング法によりナノファイバーシートにしたポリフッ化ビニリデンPVDFの構造
C. AとBを組み合わせて作製した複合膜（SPP-TFP-4.0-PVDF）