日本開發(fā)耐久性提高5倍的燃料電池電解質(zhì)薄膜

 2018年9月4日，日本內(nèi)閣府、日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)（JST）和旭硝子公司發(fā)布聯(lián)合公告，他們開發(fā)出機(jī)械耐久性（干濕循環(huán)耐久性）是傳統(tǒng)產(chǎn)品5倍的電解質(zhì)薄膜。研發(fā)出的新品厚度為5μm，是常規(guī)產(chǎn)品膜厚度的五分之一，預(yù)計(jì)燃料電池堆的尺寸將減少30％，同時(shí)可以提高燃料電池電力輸出。這項(xiàng)研究結(jié)果是日本內(nèi)閣辦公室創(chuàng)新研發(fā)推廣計(jì)劃（ImPACT）“燃料電池電解質(zhì)膜減薄項(xiàng)目”的一部分，結(jié)合了AGC擁有的氟碳聚合物技術(shù)以及大學(xué)擅長的膜結(jié)構(gòu)分析和模擬技術(shù)。

　在日本目前燃料電池的發(fā)展階段，簡化系統(tǒng)和提供輸出功率是當(dāng)前的主要問題。兩者都可以通過減薄電解質(zhì)膜來實(shí)現(xiàn)，但與此同時(shí)膜的耐久性將顯著下降。因此，研究小組開始對電解質(zhì)膜的“劣化行為”進(jìn)行基礎(chǔ)研究，澄清了劣化的機(jī)理，掌握了控制降解的宏觀薄膜特性，并在微觀層面上了解薄膜特性。終發(fā)現(xiàn)了可以表示干循環(huán)壽命耐久性的“干循環(huán)指數(shù)”，并且可以基于電解質(zhì)膜的物理性質(zhì)預(yù)測耐久性。

　基于此項(xiàng)研究成果，設(shè)計(jì)了新概念的電解質(zhì)聚合物，成功開發(fā)了具有jia物理性質(zhì)的電解質(zhì)薄膜，改善了濕/干循環(huán)耐久性能。未來，還計(jì)劃在幾年內(nèi)進(jìn)行流程開發(fā)和系統(tǒng)驗(yàn)證，以便將研發(fā)產(chǎn)品付諸實(shí)踐。