本サイトの記事や画像は、AIが公的資料や複数の報道を基に事実関係を整理・再構成し制作したものです。[続きを表示]特定の報道内容や表現を再利用・要約することを目的としたものではありません。ただし、誤りや不確定な情報が含まれる可能性がありますので、参考の一助としてご覧いただき、実際の判断は公的資料や各出典元の原文をご確認ください。[私たちの取り組み]
茨城大学は2026年8月24日、江口美佳教授らが、球状炭素材料「マリモカーボン」を使った固体高分子形燃料電池（PEMFC）の膜電極接合体（MEA）について、ホットプレスの温度・圧力が構造や発電性能に及ぼす影響を明らかにしたと発表した。今回評価した範囲では155℃、460 N/cm²が最も高い出力につながった。
155℃で出力密度396.0 mW/cm²
MEAは、電解質膜をアノードとカソードの触媒層で挟む三層構造で、内部のガス、水、電子、プロトンの輸送と、膜と触媒層の接触状態が発電性能を左右する。研究チームは、ホットプレス温度を125～155℃、圧力を400～520 N/cm²としてMEAを作製し、構造と性能を評価した。
圧力460 N/cm²で温度を比較すると、155℃で最高出力密度396.0 mW/cm²を記録し、低温時の1.2倍となった。155℃で圧力を変えた試験でも、評価範囲では460 N/cm²が最も高い最高出力密度を示した。
圧力上昇で触媒層の空隙が縮小
マリモカーボンは、酸化ダイヤモンドを核として炭素繊維が放射状に成長した材料だ。炭素繊維は電子の通り道となり、繊維間の空隙は燃料ガスや水の移動経路として働く。
実験では、圧力が高くなるにつれて触媒層の繊維間空隙が縮小する傾向が確認された。一方、125℃では触媒層の剥離が観察された。研究チームは、155℃、460 N/cm²では物質輸送に必要な空隙を保ちながら、触媒層と電解質膜の接触を改善できたとみている。
粒子サイズと触媒層の作製条件を改善へ
研究には江口教授のほか、研究当時に茨城大学大学院生で、現在は総合科学研究機構に所属する髙村康平氏らが参加した。成果論文は2026年7月23日にオンライン公開され、8月14日付でInternational Journal of Hydrogen Energyに掲載された。
研究チームは今後、マリモカーボンの粒子サイズや触媒層の作製条件を最適化し、埋没粒子の発生抑制と接触状態の改善を目指す。
