「新素材、アルカリ燃料電池用 - 廉価で高性能」by Cornell University's Dr. Paul F. Mutolo

Small Fuel Cells 2011
これまでのPEMの求めているものは限定的な実用化の成功のみである。これは分野を問わずである。必要とされる貴金属触媒と高分子膜の価格は高い。これが製品の改良を行う場合大きな障害となっている。
特に、温度を上げたとき酸素還元反応速度が遅く、methanol crossover速度が速い。このため、効率が悪く、出力が低い。しかし、このことは大して問題ではない、特にポータブル利用の場合。
燃料電池反応の酸性条件からアルカリ条件へのシフトはさらに必要となる。これはこれまでの問題に対する一つの共通した回答を提供することとなる、ので。しかし、成功したアルカリアニオン交換膜（AAEM）の実証はさらに続けねばならない。AAEM = alkaline anion-exchange membrane
Cornell University Energy Materials Centerにおける最近の研究で、MEAにおける非常に有望な材料が複数開発された。それらの評価が現在行われている。MEA = membrane electrode assembly
開環メタセシス重合(ROMP)反応の利用が成功裡に行われ、結果として機械的に強く、化学的に安定で、高い伝導性を持つAAEMが作られた。これについての説明が、今回のConferenceで行われる。
AAEM = alkaline anion-exchange membrane
ROMP = ring-opening metathesis polymerization
ROMPは、この分野の他になかったこれら材料の製造手段を提供する。
Dr. Mutoloは、これら材料をうまく溶媒処理（solvent-process）し、MEAの電極層のアイオノマーバインダーとしてのそれら材料の利用を可能とすることについて説明する。
これら材料はある種の溶媒に溶けるが、methanolには溶けない。このため、アルカリ直接メタノール燃料電池への直接的な利用が期待される。ADMFC = alkaline direct methanol fuel cells
Dr. Mutoloは、ごく少量のPtを含む新しい電気化学触媒材料から得られる早期の結果について説明する。
試訳です。正確には原文を参照ししてください。
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Original text:
Traditional polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells, whether for portable or other applications, continue to find only limited commercial success. The high costs of both required precious metal catalysts and the polymer membrane itself are among the most significant obstacles to improved products. Only slightly less important, especially for portable applications, are the low efficiency and power resulting from slow kinetics of the oxygen reduction reaction (ORR) and high methanol crossover rates, especially at elevated temperatures. Shifting the fuel cell reaction from acidic conditions to alkaline conditions is becoming more compelling as it potentially provides one common solution to this group of persistent problems. However, a successful alkaline anion-exchange membrane (AAEM) has yet to be demonstrated. Recent work at the Cornell University Energy Materials Center has produced two classes of very promising materials which are currently being evaluated in fuel cell MEAs. Dr. Mutolo will present the successful application of ring-opening metathesis polymerization (ROMP) reactions to creating mechanically strong, chemically stable, and highly conductive AAEMs. Moreover, ROMP offers a means to manufacturing of these materials, which has been lacking by others working in this field. Furthermore, he will present the ability to successfully solvent-processing a set of these materials, enabling their application as the ionomer-binder in the electrode layer of the MEA. Since the materials are soluble in some solvents, but insoluble in methanol, straightforward application for alkaline direct methanol fuel cells (ADMFCs) is expected. Finally, Dr. Mutolo will share some early results of novel electrocatalyst materials with very low Pt contents that exhibit high activity for ORR in alkaline conditions.
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