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燃料電池の劣化を研究する新しい方法が水素自動車の改良に役立つ可能性

この記事を聞くには無料で登録してください ありがとうございます。上のプレーヤーを使ってこの記事を聞いてください。✖ この記事を無料で聞きたいですか? すべてのオーディオ記事へのアクセスを解除するには、以下のフォームに記入してください。 燃料電池を動力源とする大型水素自動車が燃焼燃料自動車の代替となるためには、より効率的で長寿命の燃料電池が不可欠です。スウェーデンのチャルマース工科大学の研究者は、燃料電池の部品が時間の経過とともにどのように劣化するかを研究し理解するための革新的な方法を開発しました。これは、燃料電池の性能向上と商業的成功に向けた重要な一歩です。 水素は大型車両にとってますます関心が高まっている代替燃料です。水素自動車は排気ガスとして水蒸気のみを排出し、再生可能エネルギーを使用して水素を生産すれば二酸化炭素の排出はまったくありません。バッテリー駆動の電気自動車とは異なり、水素自動車は電気が安いときに水素を生産して貯蔵できるため、電力網に負担をかける必要がありません。一部の水素燃料自動車では、いわゆる燃料電池が推進力となります。しかし、電極や膜などの燃料電池部品は時間の経過とともに劣化するため、水素燃料電池自動車の寿命は比較的短いという制限があります。最近の研究で取り上げられているのは、この問題です。 チャルマース工科大学の研究者らは、燃料電池の使用中に特定の粒子を追跡することで、燃料電池の劣化に何が影響するかを研究する新しい方法を開発しました。研究チームは、燃料電池全体を定期的に分解して研究しました。その後、高度な電子顕微鏡を使用して、使用サイクル中に特定の領域でカソード電極がどのように劣化するかを追跡することができました。これまでの研究は、いわゆるハーフセルで行われてきました。ハーフセルは、燃料電池の半分に似ていますが（同じではありません）、実際の燃料電池とは大幅に異なる条件下で行われます。 新しい実験方法によるより深い理解「これまでは、燃料電池を分解して我々が行ったような方法で研究すると、性能が影響を受けると想定されていたが、この想定は正しくないことが判明した。これは驚くべきことだ」と、研究リーダーでチャルマース大学物理学部の准教授、ビョルン・ウィックマン氏は言う。チャルマース大学の研究者たちは、燃料電池の材料がナノレベルとミクロレベルの両方でどのように劣化するかを調査し、劣化がいつどこで起こるかを正確に特定することができました。これは、寿命の長い新しい改良型燃料電池の開発に貴重な情報を提供します。もっと速報を知りたいですか?Technology Networks の毎日のニュースレターを購読すると、科学ニュースの最新ニュースが毎日あなたの受信箱に直接届きます。無料で購読する「これまでは燃料電池が使用後にどのように劣化するかだけを見ていましたが、今では中間段階まで見ることができるようになりました」と、チャルマース大学の博士課程の学生、リネア・ストランドバーグは言います。「特定の領域内の単一の選択された粒子を追跡できるようになったことで、劣化プロセスに対する理解が大幅に深まりました。これらの知識を深めることは、燃料電池用の新しい材料を設計したり、燃料電池の制御を調整したりする上で重要なステップです。」新しい方法により燃料電池の寿命が延びる米国エネルギー省（DOE）は、 燃料電池の寿命を延ばすことは最も重要な目標の一つである 燃料電池で動く水素自動車が商業的に成功するには、 トラックは、その寿命を通じて2万～3万時間の運転に耐えられる必要がある。これは、燃料電池で動く水素トラックでは現在達成できないことです。「私たちは今、より優れた燃料電池の開発に向けた基礎を築きました。燃料電池内で起こるプロセスと、それが燃料電池の寿命のどの時点で起こるかについて、私たちはより多くを知っています。将来的には、この方法を使用して、燃料電池の寿命を延ばすことができる新しい材料の開発と研究が行われるでしょう」とビョルン・ウィックマンは述べています。燃料電池の仕組み燃料電池のコアは、3 つの活性層、2 つの電極 (それぞれ陽極と陰極)、および中央のイオン伝導膜で構成されています。各セルは約 1 ボルトの電圧を供給します。電極には触媒材料が含まれており、水素と酸素がそこに追加されます。その結果生じる電気化学プロセスにより、車両に動力を与えるために使用できるきれいな水と電気が生成されます。 参考文献: Strandberg L、Shokhen V、Skoglundh M、Wickman B. PEMFC におけるカーボン サポートの腐食と、その同一位置の電子顕微鏡検査。ACS Catal. 2024;14(11):8494-8504. doi: 10.1021/acscatal.4c00417この記事は以下のサイトから転載したものです 材料注: 資料は長さや内容が編集されている可能性があります。詳細については、引用元にお問い合わせください。当社のプレスリリースの公開方針は、 ここ。 #燃料電池の劣化を研究する新しい方法が水素自動車の改良に役立つ可能性