成果報告書詳細
管理番号20110000000237
タイトル平成17年度~平成21年度成果報告書 水素社会構築共通基盤整備事業 燃料電池自動車に係る規制再点検および標準化のための研究開発 水素・燃料電池自動車の基準・標準化に係る研究開発(MEA耐久評価法)
公開日2011/4/20
報告書年度2005 - 2009
委託先名財団法人日本自動車研究所
プロジェクト番号P05012
部署名燃料電池・水素技術開発部
和文要約本事業において(財)日本自動車研究所(JARI)は、「水素・燃料電池自動車の基準・標準化に係る研究開発」を研究テーマとして、燃料電池の導入・普及や技術レベルの進展に対応した性能評価・試験法の確立、国際標準の提案などを目的として調査研究を進めた。
 本報告書は、本事業の実施内容のうち、解析・技術部門の審議体である性能WG(MEA耐久評価法)における平成19年度から21年度の検討結果をまとめたものである。本ワーキングでは、MEA材料の耐久性を評価するためのプロトコルの統一化に資するデータ取得や結果の解析・審議を行った。
 本編には、燃料電池材料の耐久性を客観的かつ効率的に評価するためのMEA耐久評価法に関する検討結果を記載している。燃料電池材料の性能や耐久性はMEAの状態で評価することが重要であるので、FCCJ(Fuel Cell Commercialization Conference of Japan)、USFCC(US Fuel Cell Council)、DOE(Department of Energy)などから、MEA耐久評価法が提案されている。これらのプロトコルは、触媒や電解質膜などのMEA材料の耐久性を評価するという同じ目的の評価プロトコルであるが、それぞれ異なった評価条件が指定されている。そこで、提案されているMEA耐久評価法の検証し、テストプロトコルの基本案を作成した。
 JARIで市販のMEA材料を入手して作製したMEAとJARI標準セルを用いてこれらプロトコルでMEAの耐久性の評価を行い、性能の低下挙動や実際の材料の劣化状態を比較した。いずれのプロトコルにおいても、触媒担体の劣化加速試験ではCO2の発生や触媒層の多孔構造の潰れ、触媒Ptの劣化加速試験ではPt粒子径の増大、電解質膜の劣化加速試験では電解質膜の薄膜化などの現象が観察された。しかし、評価に必要な試験時間や加速劣化の対象となっていない材料の劣化挙動に関しては各プロトコルで多少の差があることを明らかにした。今後の試験方法の共通化に向けた有意義な基礎データを提供したが、評価プロトコルの協調と統一化のためにはさらに多くの材料を評価することでプロトコルの適用性の検証を進める必要がある。
英文要約In the present project, the Japan Automobile Research Institute (JARI) undertook an investigation for the establishment of methods to evaluate and test hydrogen fuel cells and for the proposal of international standards that will facilitate the commercialization of Fuel Cell Vehicles(FCVs).
This report relates a part of the present project which was assigned to the Performance Working Group formed in the analytical and technical division of JARI. The Working Group tried to collect and analyze data that can be utilized for the development of a standardized durability test protocol for MEA. The results of the studies conducted by the Working Group in fiscal 2007 through 2009 are given in this report.
Since it is important to evaluate the performance and durability of fuel cell materials, durability test protocols for MEA have been proposed by FCCJ (Fuel Cell Commercialization Conference of Japan), USFCC (US Fuel Cell Council) and the DOE(US Department of Energy). Although all these protocols aim to evaluate the durability of catalysts and polymer electrolyte membranes, their evaluation conditions differ considerably. Therefore, the Working Group examined each of the proposed protocols and produced a basic idea of the evaluation method for a harmonization of these durability test protocols.
  Japan Automobile Research Institutes (JARI) examined each of the protocols by investigating the deteriorations of MEA performance and MEA materials after the operation of the MEA according to the proposed protocols. For all the proposed protocols, CO2 generation and the collapsing of catalyst layer porous structure were found in the accelerated deterioration test on catalyst supports; growth of the Pt particles was observed in the accelerated deterioration test on Pt catalysts; thinning of the polymer electrolyte membranes was recorded in the accelerated deterioration test on polymer electrolyte membranes.
On the other hand, the proposed protocols somewhat differed in the length of evaluation time requirement and in the deterioration behaviors of components and materials not included in their evaluation lists. Although we have supplied useful basic data, it is necessary to evaluate additional components and materials for the development of an harmonized and integrated durability test protocol for MEA.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る