事例紹介

燃料電池の高分子電解質膜解析

  固体高分子型燃料電池は環境面やエネルギー変換効率の観点から次世代の自動車用動力源として期待されています。起電力特性を左右する電解質膜はそのミクロ構造がプロトン伝導性に大きな影響を与えることが知られています。このミクロ構造におけるイオン輸送過程の動態や高分子と水との相互作用の影響等を把握することで、高性能要素開発への指針を得ることができます。

 図1は燃料電池の高分子電解質膜と水が形成するミクロ相分離構造を散逸粒子動力学法(DPD)により解析した結果です。プロトン伝導性に大きな影響を与える水の複雑な孔路構造を再現し、その形状・サイズを評価しています。また、これらの電解質内(水クラスター内)の水分子・プロトンの拡散解析を行うことも可能です。

高分子電解質膜のメソ構造予測

図1 高分子電解質膜内の水のクラスタ構造 (右は水の孔路構造を抽出したもの)





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