要旨

電気化学的な発電による理論効率の高さから，未来の自動車用パワープラントとして固体高分子形燃料電池（PEMFC）の普及が期待されている．PEMFC内部では電極触媒など微細な構造の内部で多様な現象が，多様なスケールで相互に複雑に影響し合っており，特に（１）電極触媒上の素反応と吸着種の相互作用，（２）高分子電解質内部のプロトンホッピング，（３）微細多孔質である電解質内部の液滴の凝縮が重要であると考えられるが，これらの現象は原子・分子のスケールのメカニズムに起因することから，過去の研究では十分に詳細には扱われていない．本論文ではこれらの課題に計算科学の視点から着目し，（１）については動的モンテカルロ法を，（２）については強束縛近似による量子分子動力学法を，（３）については化学ポテンシャル一定の分子動力学法を，それぞれPEMFC内部の環境を適切にモデル化したうえで適用した．その結果各課題に関してそれぞれの計算手法が有効であることを確認した．さらにこれら原子・分子のスケールの事象をPEMFCの単セルの性能の計算に反映できるようマルチスケールモデルとしてそれぞれの効果を連成して計算し，上記事象が相互作用して単セルの電圧電流特性に表れることがわかった．

参考文献

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著者(所属)

• 小井戸 哲也（基礎技術研究センター）
• 牧野 克紀（基礎技術研究センター）
• 伊藤 優基（基礎技術研究センター）
• 楠見 暢宏（基礎技術研究センター）
• 千葉 真人（基礎技術研究センター）

掲載情報

Honda R&D Technical Review　Vol.24 No.1 収録 (149 - 158)

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引用情報