本章のまとめ

本章では，ポーラスIr，および市販IrO2をアノードとして用いたMEA作製し，性能を 評価した．

I-V性能を比較した結果，ポーラスIrを用いた場合には市販IrO2を用いた場合に比べ，

高い水電解性能を示し，デバイス化におけるポーラス構造の優位性を示すことがわかった．

高い性能に寄与した詳細な因子を検討するため，インピーダンス測定，およびI-V曲線の過 電圧分離解析をおこなった結果，両触媒とも同等のオーミック抵抗，および濃度過電圧を 示したことに対し，ポーラスIrは市販 IrO2より低い活性化過電圧を示した．したがって，

ポーラス構造保持によって，市販IrO2より大きな活性比表面積が保持され，活性化過電圧 が低減し，高い水電解性能を発現したと考察した．

さらに，アノード層構造評価をおこなうために，FIB-SEM手法を用いてMEAのアノー ド断面を観察した．I-V性能評価後，またバイポーラプレートへの接触の有無でアノード厚 さが変化することがわかった．I-V性能評価前，およびI-V性能評価後のバイポーラプレー ト接触部，バイポーラプレート非接触部の各MEAにおけるアノード厚さを比較検討した結 果，I-V性能評価前の初期段階では，ポーラスIrを用いたアノードは市販IrO2よりやや厚 いことがわかった．I-V 性能評価後には，バイポーラプレート接触部において，市販 IrO2

を用いたアノードはナノ粒子構造の緻密化によって薄膜化された一方で，ポーラスIrを用 いたアノードではポーラス構造を有することにより，I-V性能評価前と同等の膜厚を維持で

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きることがわかった．バイポーラプレート非接触部においては，ガス発生により，両触媒 アノードにおいて膜厚の増加を確認したが，特にポーラスIrにおいて1.5倍以上に増加し た．ガス発生によるアノードの膨張は，アノード層内で剥離が起こり，導電パスの破断が 懸念されるが，ポーラスIrを用いた場合には，そのポーラス構造の効果で，アノード層の 膨張に対しても高い耐久性を示す可能性が示唆された．つまり，粉末触媒では同等のOER 活性を示したポーラス Ir，および市販 IrO2ではあったが，水電解デバイス化した際には，

期待していたポーラス構造効果が発現し，ポーラスIrの優位性が確認できた．

また，Table 6.2にまとめたとおり，本研究におけるポーラスIrからなる水電解セルは，

PEM形水電解セルの現状と比較しても，IRフリー電圧1.43 V@電流密度1 A cm^-2と，高い 水電解性能を有し，さらにカーボン酸化劣化や，Cl-残留，危険性の高い合成法等の欠点を 有さず，容易な手法で合成できる触媒であることから，水電解アノード触媒としてポーラ スIrが優位性を有することを示すことができた．

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