成果報告書詳細
管理番号20150000000153
タイトル平成25年度‐平成26年度成果報告書 固体高分子形燃料電池実用化推進技術開発 次世代技術開発 高信頼性炭化水素系電解質膜の研究開発
公開日2015/11/25
報告書年度2013 - 2014
委託先名東レ株式会社
プロジェクト番号P10001
部署名新エネルギー部
和文要約件名:平成25年度‐平成26年度成果報告書 固体高分子形燃料電池実用化推進技術開発 次世代技術開発 高信頼性炭化水素系電解質膜の研究開発

1.本事業の目的 本事業の目標(平成26年度末)は、MEAでの評価で初期性能と耐久性がNafionHPと同等以上であること、FCCJ発行の「固体高分子形燃料電池の目標・研究開発課題と評価方法の提案」(H23年1月発行、表1)に記載の2015年電解質膜の目標性能(高温低加湿膜抵抗0.025ohm・CM2以下(評価条件:セル温度:100℃、加湿:30%RHでの膜抵抗))を満足すること、および、量産時(想定生産量1,000万m2/年以上)に1,000円/m2がそれぞれ見通せる革新的な次世代炭化水素系電解質膜開発を創出することである。2.本事業における研究成果(1)実施内容 上記目標を達成するため、革新技術開発として、以下の2項目を並行して推進した。1.研究開発項目1:高信頼性化のための研究開発 無機系に比べて、耐溶出性を向上できる有機系過酸化物分解触媒に着目し、耐溶出性と過酸化水素分解性能を両立できる、革新的な有機系過酸化水素分解触媒の開発を推進した。2.研究開発項目2:低コスト化および高温低加湿発電性能向上のための研究開発 分子レベルからの新素材開発として、高イオン性基密度、高プロトン解離性に着目して新たに分子設計した新規開発モノマーの大量合成技術の確立と革新重合技術を検討した。(2)結果1.新開発の有機系過酸化物分解触媒を適用した開発膜25A‐26Cにより、化学的耐久性をNafionHP比2‐5.2倍以上に向上し、H26年度最終目標の初期性能と化学的・機械的耐久性を達成した。2.分子レベルからの新素材開発・革新重合技術により創出した開発膜26Cにより、膜抵抗のH26年度最終目標25mΩ・cm2達成の見通しを得た。3.低コスト量産技術を確立できれば、低材料コストであり、量産時コスト1,000円/m2を達成できる見通しを得た。
英文要約Title: Research & Development of Highly-Reliable Hydrocarbon-based Polymer Electrolyte Membrane (FY2013-FY2014) FY2014 Final Report

1.Objective The objectives of this project are the development of the next generation technology bringing high reliability and low cost of PEFC, and the creation of the innovative hydrocarbon-based polymer electrolyte membrane. 2. Results Toray has developed novel organic peroxide decomposition catalysts to improve chemical durability of hydrocarbon-based polymer electrolyte membrane, and has also designed and synthesized novel hydrocarbon-based polymer electrolyte materials to improve cell performance under high temperature and low humidity condition.Newly developed membrane 25A - 26C using newly-developed organic peroxide decomposition catalysts showed comparable or higher cell performance under high temperature and low humidity condition, and 2-5.2 times higher chemical durability, in comparison with the reinforced PFSA membrane (Nafion HP) as a reference membrane. Therefore, newly developed membrane 25A-26C accomplished the FY2014 target on both low humidity performance and chemical-mechanical durability.
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