In プロトン交換膜燃料電池では、プロトンの触媒酸化は膜内部のカソードで行われ、同時に、アノードの電子が外部回路を通ってカソードに移動し、生成した水の表面で電子とカソード還元が定性的に組み合わされ、生成されたエネルギーは外部回路を介して電気によって伝導されます。典型的なプロトン交換膜燃料電池では、膜電極と効率が重要な要素であり、高いプロトン伝導性はプロトン交換膜材料の重要な特徴です。プロトン交換膜は通常、疎水性と親水性の良好な分離構造で構成されており、疎水性構造は過剰な吸水を回避し、膜の膨潤を低くし、膜の機械的安定性を維持します。硫酸基の親水性チャネルは十分な伝導チャネルを提供し、プロトンをアノードからカソードに、ガス燃料混合物を同時に移動させることができます。
初期のプロトン交換膜燃料電池は、スルホン化ポリスチレン-スチレン共重合体膜を使用していたため、高コストで寿命が短いという欠点があった。1970年代には、スルホン化ポリスチレン-ジビニルベンゼン共重合体膜に代わって、ナフィオン膜がプロトン交換膜燃料電池の標準膜として用いられるようになった。
全ガススルホン酸膜は100℃未満で動作させる必要があり、温度が100℃を超えると膜が急速に脱水し、膜構造内のイオン領域が崩壊し、導電率が大幅に低下します。現在、ほとんどの燃料電池は100℃未満の温度で動作していますが、これは最適ではありません。したがって、プロトン交換膜高温に適応できるものをさらに開発する必要がある。生産規模はプロトン交換膜の製造コストに大きな影響を与える。プロトン交換膜のコストは主に次の3つの部分から構成される。(1) イオノマー材料費、(2) 膨張ポリテトラキセンの材料費、(3) フィルム製造費。材料費と製造費はどちらも生産規模の影響を受ける。生産規模が年間1000セットから年間10000セットに増加すると、プロトン交換とフィルム交換の製造コストは77%削減でき、総コストは70%削減できる。
VET Technology Co., Ltdは、VETグループのエネルギー部門であり、自動車および新エネルギー部品の研究開発、製造、販売、サービスを専門とする国家ハイテク企業です。主にモーターシリーズ、真空ポンプ、燃料電池・フロー電池、その他の新先端材料を取り扱っています。
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VET Energy社製のNafion PFSA膜は、酸性（H+）型のパーフルオロスルホン酸／ポリテトラフルオロエチレン共重合体であるNafion PFSAポリマーをベースとした非強化膜です。Nafion PFSA膜は、プロトン交換膜（PEM）燃料電池や水電解装置など、様々な電気化学セルにおいて、膜は分離器および固体電解質として機能し、セル接合部を通して陽イオンを選択的に通過させるために必要となる。このポリマーは耐薬品性と耐久性に優れている。
投稿日時：2022年7月29日