固体高分子形燃料電池Pt触媒電極上のNafion薄膜の規則構造とプロトン伝導度の相関

Abstract

固体高分子形燃料電池におけるカソード触媒の酸化還元反応は電極触媒とアイオノマー(Nafion)の界面で起こるため、高活性な反応場を設計するためには電極・アイオノマー界面構造を理解する必要がある。電極触媒上のNafionの構造はNafionの膜厚、熱処理の有無、電極の種類などによって変化すること 、Nafionのプロトン伝導度は膜厚によって変化することが報告されているが [1-2] 、Pt基板上の膜厚、熱処理条件による構造の変化とプロトン伝導度の関係を系統的に明らかにした例はない。本研究では斜入射X線小角散乱(GISAXS)斜入射X線広角散乱(GIWAXS)を用いて膜厚、熱処理条件の異なるPt電極上のアイオノマーの構造を解析し、プロトン伝導度との相関を調べた。