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J-GLOBAL ID：202102236622926661   整理番号：21A2383152

高分子電解質膜-水界面の散逸粒子動力学モデリング【JST・京大機械翻訳】

Dissipative Particle Dynamics Modeling of Polyelectrolyte Membrane-Water Interfaces

著者 (3件)： Sengupta Soumyadipta (Theory of Polymers and Soft Matter, Department of Applied Physics, Eindhoven University of Technology, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands) ,  Lyulin Alexey (Theory of Polymers and Soft Matter, Department of Applied Physics, Eindhoven University of Technology, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands) ,  Lyulin Alexey (Center for Computational Energy Research, Department of Applied Physics, Eindhoven University of Technology, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands)
資料名： Polymers (Web)  (Polymers (Web))
巻： 12  号： 4  ページ： 907  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7262A  ISSN： 2073-4360  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： 高分子電解質膜(PEM)薄膜への水蒸気浸透の以前の実験は,界面進化に対する水濃度勾配と高分子化学の影響を示し,これは最終的に燃料電池運転の効率に影響するであろう。さらに,異なる側鎖のPEMは水クラスタ構造と拡散に違いを示した。3つの異なる側鎖長の燃料電池とフロー電池に使用される水と高分子電解質膜(PEMs)の間の界面の進展を,散逸粒子動力学(DPD)シミュレーションを用いて研究した。燃料電池とフロー電池の運転には,通常,より高い,より速い水吸収が有益である。模擬水取込は,側鎖長の増加とともに増加した。さらに,水取込は初期に速く,その後遅くなり,これは実験観察と一致した。水クラスタ形成速度も側鎖長の増加とともに増加するが,水クラスタ形状は影響を受けなかった。PEMsのプロトン移動度に影響する膜内の水拡散は,界面から全ての距離で側鎖長と共に増加した。結論として,側鎖長は界面水構造と水浸透速度に強い影響を持ち,PEMsのより良い設計に利用できることが分かった。PEMは脱水と再水和のサイクルを受けるので,より速い水吸収はこれらのデバイスの効率を増加させる。Nafionに類似した骨格構造を有する長い側鎖は,燃料電池/フロー電池使用に適していることを示した。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： *界面 ,  シミュレーション ,  浸透 ,  電池 ,  薄膜 ,  燃料電池 ,  *高分子電解質 ,  プロトン移動 ,  濃度勾配 ,  クラスタ ,  側鎖
準シソーラス用語： Nafion ,  *散逸粒子動力学 ,  *高分子電解質膜 ,  水クラスター , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： インタフェイス ,  散逸粒子動力学(DPD) ,  高分子電解質 ,  クラスタ ,  水の取り込み

分類 (1件)： 燃料電池  (YB04040V)

引用文献 (32件)：

• Hsu, W.Y.; Gierke, T.D. Ion transport and clustering in nafion perfluorinated membranes. J. Memb. Sci. 1983, 13, 307-326.
• Gierke, T.D.; Munn, G.E.; Wilson, F.C. Morphology in Nafion Perfluorinated Membrane Products, as Determined by Wide- and Small-Angle X-Ray Studies. J. Polym. Sci. Part A-2 Polym. Phys. 1981, 19, 1687-1704.
• Ceynowa, J. Electron microscopy investigation of ion exchange membranes. Polymer 1978, 19, 73-76.
• Dorenbos, G. Competition between side chain length and side chain distribution: Searching for optimal polymeric architectures for application in fuel cell membranes. J. Power Sources 2015, 276, 328-339.
• Sigma-Aldrich; Casciola, M. Perfluorosulfonic Acid Membranes for Fuel Cell and Electrolyser Applications; Sigma-Aldrich: St. Louis, MO, USA, 2020.

タイトルに関連する用語 (5件)： 高分子電解質膜 ,  水 ,  界面 ,  散逸粒子動力学 ,  モデリング