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J-GLOBAL ID：202102218151168295   整理番号：21A2171758

高分子電解質燃料電池用の柔軟なナノセルロース/リグノスルホン酸塩イオン導電性セパレータ【JST・京大機械翻訳】

Flexible Nanocellulose/Lignosulfonates Ion-Conducting Separators for Polymer Electrolyte Fuel Cells

著者 (7件)： Vilela Carla (Department of Chemistry, CICECO-Aveiro Institute of Materials, University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal) ,  Morais Joao D. (Department of Chemistry, CICECO-Aveiro Institute of Materials, University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal) ,  Silva Ana Cristina Q. (Department of Chemistry, CICECO-Aveiro Institute of Materials, University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal) ,  Munoz-Gil Daniel (Department of Materials and Ceramic Engineering, CICECO-Aveiro Institute of Materials, University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal) ,  Figueiredo Filipe M. L. (Department of Materials and Ceramic Engineering, CICECO-Aveiro Institute of Materials, University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal) ,  Silvestre Armando J. D. (Department of Chemistry, CICECO-Aveiro Institute of Materials, University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal) ,  Freire Carmen S. R. (Department of Chemistry, CICECO-Aveiro Institute of Materials, University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal)
資料名： Nanomaterials (Web)  (Nanomaterials (Web))
巻： 10  号： 9  ページ： 1713  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7252A  ISSN： 2079-4991  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 天然由来イオン交換膜の作製のためのバイオベース材料の利用は,高分子電解質燃料電池(PEFC)のための持続可能な分離装置への道をbreす。本研究では,細菌ナノセルロース(BNC,細菌多糖類)およびリグノスルホン酸塩(LS,亜硫酸塩パルプ化プロセスの副産物)を,リグニン誘導体の水溶液の拡散および天然ベース架橋剤タンニン酸の湿式BNCナノ繊維三次元構造への拡散によってブレンドし,完全にバイオベースのイオン交換膜を作製した。これらの自立セパレータは,不活性および酸化雰囲気(それぞれN_2およびO_2),約8.2GPaの最大Young率を有する高い機械的特性,およびより高いLS含有量を有する膜に対して48時間後に約78%の最大値を有する良好な水分取込容量を有する,約200Cまでの良好な熱酸化安定性を示した。さらに,導電性LSと機械的に堅牢なBNCとの組合せは,膜へのイオン伝導度を伝達し,すなわち,94Cで23mS cm1,相対湿度(RH)98%(面内配置)で最大23mS cm1であり,RHの増加と共に増大した。したがって,これらの堅牢な水媒介イオン伝導体はPEFCへの応用のための従来のイオン交換膜に対する環境に優しい代替である。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： Young率 ,  *イオン伝導 ,  機械的性質 ,  リグニン ,  相対湿度 ,  細菌 ,  イオン交換膜 ,  亜硫酸塩 ,  パルプ化 ,  水分 ,  *リグニンスルホン酸 ,  ロバスト性 ,  *導電性 ,  ナノファイバ
準シソーラス用語： *ナノセルロース , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (7件)： 細菌ナノセルロース ,  リグノスルホン酸塩 ,  機械的性能 ,  熱酸化安定性 ,  イオン交換膜 ,  バイオベースセパレータ ,  イオン伝導率

分類 (2件)： 木材化学  (FF05040V) ,  電気化学反応  (CB07050F)

引用文献 (47件)：

• Scofield, M.E.; Liu, H.; Wong, S.S. A concise guide to sustainable PEMFCs: Recent advances in improving both oxygen reduction catalysts and proton exchange membranes. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 5836-5860.
• Vilela, C.; Silvestre, A.J.D.; Figueiredo, F.M.L.; Freire, C.S.R. Nanocellulose-based materials as components of polymer electrolyte fuel cells. J. Mater. Chem. A 2019, 7, 20045-20074.
• Wang, J.; Tavakoli, J.; Tang, Y. Bacterial cellulose production, properties and applications with different culture methods-A review. Carbohydr. Polym. 2019, 219, 63-76.
• Jacek, P.; Dourado, F.; Gama, M.; Bielecki, S. Molecular aspects of bacterial nanocellulose biosynthesis. Microb. Biotechnol. 2019, 12, 633-649.
• Gadim, T.D.; Loureiro, F.J.; Vilela, C.; Rosero-Navarro, N.C.; Silvestre, A.; Freire, C.; Figueiredo, F.M. Protonic conductivity and fuel cell tests of nanocomposite membranes based on bacterial cellulose. Electrochim. Acta 2017, 233, 52-61.

タイトルに関連する用語 (5件)： 高分子電解質燃料電池 ,  ナノセルロース ,  リグノスルホン酸塩 ,  イオン導電性 ,  セパレータ