多孔性gC_3N_4-Gd_2Zr_2O_7は500時間以上の高分子電解質燃料電池におけるNafion膜の高温運転を可能にする【JST・京大機械翻訳】

Vinothkannan Mohanraj; Son Byungrak; Shanmugam Sangaraju

文献

J-GLOBAL ID：202202251916516341 整理番号：22A1186614

多孔性gC_3N_4-Gd_2Zr_2O_7は500時間以上の高分子電解質燃料電池におけるNafion膜の高温運転を可能にする【JST・京大機械翻訳】

Porous gC₃N₄-Gd₂Zr₂O₇ enables the high-temperature operation of Nafion membranes in polymer electrolyte fuel cells over 500 hours

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巻： 10 号： 16 ページ： 8975-8988 発行年： 2022年
JST資料番号： W0204B ISSN： 2050-7488 CODEN： JMCAET 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)

ペルフルオロスルホン酸(PFSA)ポリマーであるNafionは,高分子電解質燃料電池(PEFC)の商業化に大きく寄与する重要な電解質である。しかし,高温(HT)PEFC(HT-PEFC)におけるNafionの採用は依然として大きな課題である。ここでは,HT-PEFC中のNafionの出力密度と寿命を同時に拡張するために,可能性のある添加剤(炭素ニトリド-ガドリニウムジルコニウムオキシド(gC_3N_4-Gd_2Zr_2O_7)を示した。gC_3N_4-Gd_2Zr_2O_7の多孔性特性,ラジカル除去能力,および熱安定性のために,Nafion/gC_3N_4-Gd_2Zr_2O_7膜は,未改質Nafion膜と比較して,高い水吸収,酸化安定性,および熱機械的安定性を示した。30%RH下の100°Cでは,Nafion/gC_3N_4-Gd_2Zr_2O_7の最大出力密度は804mAcm-2の負荷電流密度で504mWcm-2であり,これは市販のNafion-212および元のNafion膜より1.9および2.3倍高かった。さらに,Nafion/gC_3N_4-Gd_2Zr_2O_7は,連続運転の515hの間,0.1mVh-1の開回路電圧(OCV)減衰を示し,それは300hの耐久性運転(2.8mVh-1)の間,Nafion膜のものより著しく低い。15%RH下,125°Cに操作温度を上げると,Nafion/gC_3N_4-Gd_2Zr_2O_7ベースPEFCはNafion-212および元のNafionベースPEFCよりも大幅に優れており,Nafionベース膜に対して報告された最も競争力のあるHT-PEFC出力密度の1つである380mWcm-2の出力を達成した。耐久性試験は,HT-PEFC運転中のNafion/gC_3N_4-Gd_2Zr_2O_7の優れた安定性をさらに保証した。本研究は,HT-PEFCに適用できる先進Nafion複合膜の開発と理解への深い洞察を提供する。Copyright 2022 Royal Society of Chemistry All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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燃料電池 , 高分子固体のその他の性質

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