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J-GLOBAL ID：201002221506875756   整理番号：10A0605176

三次元燃料電池触媒層に関するプロセスをベースとする再構成およびシミュレーション

Process based reconstruction and simulation of a three-dimensional fuel cell catalyst layer

著者 (2件)： SIDDIQUE N.a. (Electrochemical Energy Lab, Dep. of Material Sci. and Engineering, Univ. of Texas at Arlington, Arlington, TX 76019, USA) ,  LIU Fuqiang (Electrochemical Energy Lab, Dep. of Material Sci. and Engineering, Univ. of Texas at Arlington, Arlington, TX 76019, USA)
資料名： Electrochimica Acta  (Electrochimica Acta)
巻： 55  号： 19  ページ： 5357-5366  発行年： 2010年07月30日 
JST資料番号： B0535B  ISSN： 0013-4686  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 水素高分子電解質膜(PEM)燃料電池の触媒層ナノ構造の基礎的理解は性能および耐久性の改善にとって重要である。プロセスをベースとする3D(三次元)数学モデルを開発し,電極組成,触媒層の空隙率およびイオノマの重量分率が電気化学的およびナノスケール輸送現象に及ぼす効果を解明した。触媒層ランダム構造の数値的再構成を,実験的作製プロセスを模倣しながら制御されたランダムアルゴリズムを介して行った。ナノスケール化学種の輸送特性,例えば,ナノ孔における酸素のKnudsen拡散および薄膜電解質におけるプロトン輸送がそのモデルに含まれ,触媒層のより厳密な研究が可能になった。空隙率およびイオノマの重量分率の両方に,連結性の低下および分離性の増大のために,ランダム構造を通した化学種のパーコレーションが困難になる,しきい値が存在することが分かった。混合の度合いまたは凝集体のサイズを調べ,凝集体数の最適値からの増加または減少によって,電気化学活性面積(ECA)が減少するとともに化学種の輸送が低下することが分かった。それによって,触媒層の調製の際に触媒インクの最適撹拌のレベルが重要であることが示唆された。Copyright 2010 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： *固体高分子形燃料電池 ,  ナノ構造 ,  再構成 ,  耐久性 ,  *プロセスシミュレーション ,  数学モデル ,  組成 ,  空隙率 ,  イオノマ ,  比率 ,  電気化学的挙動 ,  *輸送現象 ,  生産工程 ,  アルゴリズム ,  化学種 ,  酸素 ,  Knudsen数 ,  拡散 ,  プロトン移動 ,  パーコレーション ,  閾値 ,  混合 ,  凝集体 ,  *層 ,  電子顕微鏡観察 ,  三次元モデル
準シソーラス用語： ナノスケール ,  ナノ孔 ,  プロセスモデル ,  ランダムアルゴリズム ,  活性面積 ,  高分子電解質膜 ,  最適値 ,  三次元構造 ,  重量比 ,  *触媒層 ,  水素燃料電池 ,  数値シミュレーション ,  電極組成 ,  電池性能 ,  輸送特性

分類 (4件)： 電気化学反応  (CB07050F) ,  反応速度論・触媒一般  (CB06010G) ,  燃料電池  (YB04040V) ,  電解装置  (XE02030E)

タイトルに関連する用語 (5件)： 燃料電池 ,  触媒層 ,  プロセス ,  再構成 ,  シミュレーション