【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24OS1034
利用課題名 / Title
微細加工技術の援用による固体高分子形燃料電池に関する研究
利用した実施機関 / Support Institute
大阪大学 / Osaka Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
燃料電池/ Fuel cell
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
津島 将司
所属名 / Affiliation
大阪大学大学院工学研究科機械工学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
鈴木崇弘,三木歩未,河添崇行,太田渉,的場永知
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
OS-114：RFスパッタ成膜装置（金属成膜用）
OS-115：RFスパッタ成膜装置（絶縁体成膜用）
OS-125：走査型プローブ顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本課題では，固体高分子形燃料電池に用いる多孔質電極における生成物質（液水）の輸送挙動と発電特性の関係を明らかにするため，微細加工技術を応用したマイクロ流体デバイスの作製，評価を行った．また，電解質膜の特性解析や電極スラリー分析のためのマイクロ電極チップの作製を実施した．
実験 / Experimental
【利用した主な装置】RFスパッタ製膜装置【実験方法】RFスパッタ製膜装置を用いて，あらかじめレジストのパターニングを施したシリコン基板上に金薄膜を形成した．研究室に持ち帰り，リフトオフにより金薄膜を除去，パターニングを行った．その後，ウェットエッチングによって溝形状を作製した．作製したチップを用いて固体高分子形燃料電池評価のためのマイクロ流体デバイスを構成した．また，同様のスパッタを実施したチップを用いて，パターニングにより電極端子チップを作製した．【利用した主な装置】走査型プローブ顕微鏡【実験方法】市販の電解質膜や研究室で作製した電解異質膜の表面の親疎水域を可視化した．
結果と考察 / Results and Discussion
電解質膜表面の可視化では，カンチレバーと走査条件を検討することにより，市販の電解質膜において，親疎水域を可視化評価することができた．また，同様の手法を用いて，研究室において固体基面や液体基面上で作製した電解質膜の評価を行い，市販膜と比較した．特に液体基面上で作製した膜においては，市販膜と大きく異なる特徴的な構造が示され，基面による拘束条件の違いが影響しているものと考えられる．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究の一部はNEDO（JPNP20003）およびJSPS科研費 JP21H04540の助成を受けて行われました．また，機器利用にあたり，技術支援員の皆様から多大なご支援を賜りましたことに謝意を表します．
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Ayumi Miki, Takahiro Suzuki, Shohji Tsushima, "A study on characterizing the structure and performance of polymer electrolyte membranes fabricated on a liquid surface for fuel cell applications", PRTEC2024, 2024/12/15
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件