ポーラス Ir をアノードとする水電解セルにおける電位サイクル耐久性試験

ポーラスIrをアノードとするMEAについて，第7章においてもっともI-V性能の低下 が確認された条件(II)1.5～2.0 V，50 mV s^-1（7.2項参照）を用いて，耐久性試験をおこな った．ハーフセルにおける耐久性試験で用いた 500 サイクルに比べ，より明らかな変化を 確認するためにサイクル数に関しては2000サイクルとした．耐久性試験前後で，I-V性能 評価，およびインピーダンス測定をおこなった．また，比較として市販IrO2をアノードと するMEAについても同様に評価した．

ポーラスIr，また市販IrO2をアノードとするMEAにおける耐久性試験前後のI-V性能

をFig. 8.1に示す．耐久性試験後，市販IrO2からなるMEAのI-V性能が低下したことに

対して，ポーラスIrからなるMEAのI-V性能には変化がみられなかった．したがって，

ポーラスIrは市販より高い電位サイクル耐久性を有することが確認できた．

また，より詳細に検討するため，インピーダンス測定から得られたオーミック抵抗（Fig.

8.2）を用いて各種過電圧分離をおこなった結果をそれぞれFig. 8.3，8.4に示す．また，セ

ル抵抗値についてTable 8.1にまとめている．両触媒のMEAにおいて，得られたオーミッ ク抵抗は第6章で考察したとおりNafion^® 117由来の抵抗であり，耐久性試験前後で変化は ない結果となった．さらに，ポーラスIrからなるMEAでは活性化過電圧の変化はほぼ同 等であり，濃度過電圧はわずかに増加する傾向がみられた．一方で，I-V性能低下した市販 IrO2からなる MEA では，活性化過電圧の増加に加え，濃度過電圧が特に上昇しているこ とが確認できた．したがって，これらの過電圧の増加，特に濃度過電圧の増加が性能低下 に大きく影響していることがわかった．

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Figure 8.1 電位サイクル(2000サイクル)耐久性試験前後の(a)ポーラスIrと(b)市販IrO2を

アノードとして作製したMEAから得られたI-V曲線 黒線：初期 赤線：耐久性試験後

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Figure 8.2 電位サイクル(2000サイクル)耐久性試験前後の(a)市販IrO2と(b)ポーラスIrを

アノードとして作製したMEAから得られたナイキスト線図 黒線：初期 赤線：耐久性試験後

Table 8.1 市販IrO2，ポーラスIrをアノードとして作製したMEAから得られた耐久性試

験前後のオーミック抵抗

Ohmic resistanace / Ω

MEA with commercial IrO₂ MEA with porous Ir

Initial 0.19 0.19

After durability test 0.20 0.17

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Figure 8.3 電位サイクル(2000サイクル)耐久性試験前後のポーラスIrをアノードとして作

製したMEAから得られたI-V曲線の各種過電圧分離結果

(a)オーミック抵抗 (b)活性化過電圧 (c)濃度過電圧

黒線：初期 赤線：耐久性試験後

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Figure 8.4 電位サイクル(2000サイクル)耐久性試験前後の市販IrO2をアノードとして作製

したMEAから得られたI-V曲線の各種過電圧分離結果

(a)オーミック抵抗 (b)活性化過電圧 (c)濃度過電圧

黒線：初期 赤線：耐久性試験後

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