室温パルスレーザー堆積による窒化ホウ素を用いた燃料電池選択性の向上
Shanmukh Kutagulla1, Patrick T Carmichael1, Abhijit Biswas2
1Texas Materials Institute, The University of Texas at Austin, Austin, Texas 78758, United States.
ACS nano
|December 25, 2025
まとめ
研究者らは、プロトン交換膜燃料電池用の新しい窒化ホウ素コーティングを開発しました。このコーティングは、導電性と電力密度を高めると同時に、効率を低下させる水素透過を低減します。
科学分野:
- 材料科学
- 電気化学
- 化学工学
背景:
- プロトン交換膜（PEM）燃料電池は、化石燃料に代わるクリーンなエネルギー源を提供します。
- 現在のPEM技術は、水素透過による効率低下に直面しています。
- 燃料電池の性能向上には、先進的な膜の開発が不可欠です。
研究 の 目的:
- プロトン交換膜（PEM）への窒化ホウ素（BN）コーティングのスケーラブルな方法を実証すること。
- 膜の導電性を向上させ、水素透過を低減すること。
- PEM燃料電池の全体的な効率と電力密度を向上させること。
主な方法:
- PFSA膜への超薄型多結晶BNの室温コーティングにパルスレーザー堆積（PLD）を利用しました。
- 導電性、水素透過、性能指標についてBNコーティング膜を特性評価しました。
- 業界標準のNafion NR-211膜と比較して性能を評価しました。
主要な成果:
- 初期性能と電力密度が20%向上しました。
- 水素透過電流の最大32%の低減を実証しました。
- PLD法は、従来の2D材料転写法に代わる、スケーラブルで室温での代替法を提供します。
結論:
- PLDによる超薄型BNコーティングは、PEM燃料電池の性能を大幅に向上させます。
- この方法は、水素透過の問題に対処し、効率を改善します。
- この結果は、スケーラブルで費用対効果の高いPEM燃料電池スタックの開発に不可欠です。
