課題番号                ：S-19-OS-0011

利用形態                ：機器利用

利用課題名（日本語）    ：微細加工応用による固体高分子形燃料電池単一層電極の形成過程と反応場の微視的解析

Program Title (English) ：Microscopic analyses of fabrication process and porous structure of the polymer electrolyte fuel cell single layer electrode by application of microfabrication

利用者名（日本語）      ：津島将司，鈴木崇弘，村田良介，北村咲子，清水祐樹，筒井史朗，柳野佑輔，吉川朋宏

Username (English)     ：S. Tsushima, T. Suzuki, R. Murata, S. Kitamura, Y. Shimizu, F. Tsutsui, Y. Yanagino, T. Yoshikawa

所属名（日本語）        ：大阪大学大学院，工学研究科，機械工学専攻

Affiliation (English) ：Dep. Mechanical Engineering, Grad. School of Engineering, Osaka University

１．概要（Summary ）

本課題では，固体高分子形燃料電池に用いるナノ・マイクロスケールの多孔質電極の構造形成過程および形成された場での物質輸送現象を明らかにするための計測・解析を実施した．

２．実験（Experimental）

【利用した主な装置】

S07 ナノ粒子解析装置

S14 走査型電子顕微鏡

【実験方法】

ナノ粒子解析装置を用い，固体高分子形燃料電池の電極作製にあたり重要となる電極スラリー中に含まれる試料の粒径分布計測から，スラリー分散条件が粒径に及ぼす影響を評価した．また，形成された電極の構造を走査型電子顕微鏡で観察した．

３．結果と考察（Results and Discussion）

ナノ粒子解析装置を用い，電極スラリーの粒径分布を計測した．分散過程において超音波処理したスラリーと超音波処理していないスラリーを比較した結果，未処理のスラリーでは粒形分布に複数のピークが存在し，また，計測結果のばらつきが大きいことが分かった．一方，超音波処理を実施することで，粒径分布が200–300 nmに単一のピークを持ち，計測の再現性も高いことが示された．超音波処理によりスラリー中でマイクロキャビティの生成・消滅が繰り返されたことにより，凝集粒子の解砕効果が生じたためだと考えられる．

４．その他・特記事項（Others）

本研究の一部はJSPS科研費18H01383及び18K13702の助成を受けて行われました．機器利用にあたり北島特任助教，山崎様を始め支援員の皆様から多大なご支援を賜りましたことに謝意を表します．

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）

• 北村，鈴木，津島，熱工学コンファレンス2019，令和元年10月12日．
• Kitamura, T. Suzuki, S. Tsushima, IMPRES2019, 令和元年10月21日.

６．関連特許（Patent）

該当なし．