- Address
- 305-0044 茨城県つくば市並木1-1 [アクセス]
研究内容
- Keywords
Polymer electrolytes, PEMFCs, PEMWEs, Ion conductiong composite materials, Membranes
@ Synthesis and characterization of proton conducting electrolytes (polymer and solid) membranes for PEM Fuel Cells and water electrolysis. @ Fabrication and characterization of MEA and single cell. @ Composite materials for ionics. @ Environmentally friendly membrane materials.
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- Fatin Bazilah Fauzi, Je-Deok Kim. Comprehensive studies on sulfonated octaphenyl polyhedral silsesquioxane (SPOSS) using sulfuric acid: Structural analysis and composite crosslinked SPPSU/SPOSS membranes. Journal of Membrane Science. 702 (2024) 122756 10.1016/j.memsci.2024.122756
- Je-Deok Kim. High-Temperature Water Electrolysis Properties of Membrane Electrode Assemblies with Nafion and Crosslinked Sulfonated Polyphenylsulfone Membranes by Using a Decal Method. Membranes. 14 [8] (2024) 173 10.3390/membranes14080173 Open Access
- Je-Deok Kim, Lee-Jin Ghil, Akihiro Ohira. Annealing Effect of Nafion-Propyl-1,2,3-Triazole Membrane by Autoclave Solution Processing. ECS Transactions. (2018) 943-959
書籍
- 金 済徳, 本間 格. ゾルゲル法による有機無機ハイブリッド型高分子電解質膜(シート)の作製. 電池部材の設計・選択、高性能化と課題対策-PEFC・DMFC・SOFC・リチウムイオン二次電池・電気二重層キャパシタ-. , 2007, 38-50.
- TAKAHASHI, Motoi, MORI, Toshiyuki, VINU, Ajayan, ARIGA, Katsuhiko, KIM, Jedeok, Hidehiko KOBAYASHI, John Drennan. Preparation and characterization of Pt-CeO2 electrodes supported by conductive carbon materials for direct methanol fuel cell applications. Materials Processing for Properties and Performance (MP3) Volume4. , 2005, 107-110.
- KIM, Jedeok, MORI, Toshiyuki, Itaru HONMA. Organic-Inorganic proton conductor materials for fuel cell. Materials Processing for Properties and Performance (MP3) Volume4. , 2005, 96-98.
会議録
- KIM, Jedeok. Temperature tolerant proton conducting materials for PEFCs. 韓国工業化学会 忠北支部 2007シンポジウム. (2007) 61-75
- Jedeok, Todhiyuki, Hidenobu Nakao. Growth and Annealing Properties of Carbon Nanofibers on Carbon Black by Using Chemical Vapour Deposition. Proceedings of 235th ECS meeting. (2019) 1-11 10.1149/osf.io/tqu5g
- Jedeok, Akihiro Ohira, Hidenobu Nakao. High-Performance Nafion Membrane Modified Using a 1,2,4-Triazole Derivative. Proceedings of 235th ECS meeging. (2019) 1-15 10.1149/osf.io/3wzse
口頭発表
- KIM, Jedeok. ANNEALING PROPERTY OF SPES-SPPSU BLEND MEMBRANE FOR PEMFCs. ECEE2014. 2014
- KIM, Jedeok, BINTI FAUZI, Fatin Bazilah. High sulfonation and membrane properties of polyphenylsulfone (PPSU) for ion exchange device application. ACEM24 (The 2024 World Congress on Advances in Civil, Environmental, & Materials Research). 2024 Open Access
- KIM, Jedeok. High Temperature Electrolyte Membrane Properties of MEA with Nafion and CSPPSU Membranes by Decal Method. 2024 Spring Meeting European Materials Research Society (EMRS). 2024 Open Access
その他の文献
- 金 済徳, Akihiro Ohira, 中尾 秀信. 固体高分子形燃料電池のための化学架橋スルホン化ポリフェニルスルホン膜. MDPI(facebook). (2021) 1
- KIM, Jedeok. Polymer electrolyte membrane fuel cells for wide temperature (I). 日本における燃料電池の開発−2014−. 1 [1] (2014) 94-95
- 金 済徳. 中温用固体高分子形燃料電池の開発 (II). 燃料電池開発情報センター(FCDIC)−2013年度版年報−. 1 [1] (2013) 88-89
公開特許出願
- 無水・高温下に作動可能なプロトン導電性燃料電池用膜、及びその製造方法 (2007)
- 有機-無機ハイブリッド高分子組成物とその膜の製造方法 (2007)
- ペロブスカイト薄膜及びその製造方法 (2008)
所属学会
高分子学会, その他
電子・光機能材料研究センター
環境配慮型代替ポリマー電解質材料開発
非フッ素系ポリマー,エンジニアリングプラスチック,イオン伝導体,複合体,燃料電池,水電解
概要
気候変動は世界規模で2050年カーボンニュートラル実現に向けた安定的なエネルギー供給による社会システムの構築を求めている。CO2を排出しない太陽光、風力、バイオマス等の再生エネルギーを利活用する多様な技術開発が行われる中、水素は化石燃料を代替する新エネルギーパラダイムを導くと予想される。水電解や燃料電池等に用いられているフッ素系ポリマー伝導体の代替材料は必須であり、非フッ素系伝導体材料として炭化水素系PPSU電解質の高機能化について研究を行っている。
新規性・独創性
● スルホン化濃度の高度化
● スルホン架橋によるポリマー化
● ナノ複合化による伝導パスの高度化
● ナノ複合化による化学的安定性の高度化
内容
炭化水素系ポリマーであるエンジニアリングプラスチックは高い化学的・熱的安定性により多様な分野で利用されている。その中でポリフェニルスルホン(PPSU: polyphenylsulfone)を用いた機能性電解質材料の開発を行っている。PPSUは高イオン伝導性を付与できるスルホン基導入サイトが多く、高スルホン基導入による高プロトン伝導体の創生が期待できる。また、イモゴライトやナノシリカやカーボンナノドットのようなナノ粒子の利用は保湿性が高く、ポリマー電解質に導入された場合、高温低加湿環境下でも電解質の高伝導度を維持させることができる。更に、炭化水素系電解質の化学的安定性を飛躍的に向上させると期待している。合成プロセスにより電解質材料を作製し、製膜プロセス工程により膜化し、伝導度などの物性評価を行い、デバイスとして燃料電池や水電解等のシステム評価により電解質材料特性の高度化を図る。
まとめ
カーボンニュートラル実現には多様な分野でのブレイクスルー技術開発が求められている。その中で、現在、水電解や燃料電池等で使われている、フッ素系電解質材料の代替材料として炭化水素系電解質の開発は将来の水素社会を担う革新的材料開発に大きく貢献できると期待される。