JP7063830B2 - 燃料電池用触媒層のシミュレーションモデル作成方法 - Google Patents
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Description
(1)燃料電池用触媒層のシミュレーションモデル作成方法であって、
(i)透過型電子顕微鏡により原料であるカーボンの3D-TEM像を取得するステップ、
(ii)(i)で取得した3D-TEM像により表されるカーボンに存在する空隙部を燃料電池用触媒層に存在する物質以外の物質Xに置換するステップ、
(iii)(ii)で空隙部が物質Xで置換されたカーボンを積層してカーボン積層構造を作成するステップ、
(iv)(iii)で作成したカーボン積層構造において、物質Xの内側表面に触媒活性が高い白金を配置し、カーボン間の空隙におけるカーボンの表面に触媒活性が低い白金を配置するステップ、
(v)(iv)で触媒活性が異なる白金を配置したカーボン積層構造にアイオノマーを配置するステップ、及び
(vi)(v)でアイオノマーを配置したカーボン積層構造から物質Xを取り除くステップ
を含む、シミュレーションモデル作成方法。
(2)(ii)のステップにおいて、8nm以下の大きさの空隙部を、物質Xに置換する、(1)に記載のシミュレーションモデル作成方法。
本明細書では、適宜図面を参照して本発明の特徴を説明する。図面では、明確化のために各部の寸法及び形状を誇張しており、実際の寸法及び形状を正確に描写してはいない。それ故、本発明の技術的範囲は、これら図面に表された各部の寸法及び形状に限定されるものではない。なお、本発明の燃料電池用触媒層のシミュレーションモデル作成方法は、下記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者がおこない得る変更、改良などを施した種々の形態にて実施することができる。
(i)のステップでは、透過型電子顕微鏡により原料であるカーボンの3D-TEM像を取得する。
(ii)のステップでは、(i)で取得した3D-TEM像により表されるカーボンに存在する空隙部を燃料電池用触媒層に存在する物質以外の物質Xに置換する。
(iii)のステップでは、(ii)で空隙部が物質Xで置換されたカーボンを積層してカーボン積層構造を作成する。
(iv)のステップでは、(iii)で作成したカーボン積層構造において、物質Xの内側表面に触媒活性が高い白金を配置し、カーボン間の空隙におけるカーボンの表面に触媒活性が低い白金を配置する。
(v)のステップでは、(iv)で触媒活性が異なる白金を配置したカーボン積層構造にアイオノマーを配置する。
(vi)のステップでは、(v)でアイオノマーを配置したカーボン積層構造から物質Xを取り除く。
Claims (2)
- 燃料電池用触媒層のシミュレーションモデル作成方法であって、
(i)透過型電子顕微鏡により原料であるカーボンの3D-TEM像を取得するステップ、
(ii)(i)で取得した3D-TEM像により表されるカーボンに存在する空隙部を燃料電池用触媒層に存在する物質以外の物質Xに置換するステップ、
(iii)(ii)で空隙部が物質Xで置換されたカーボンを積層してカーボン積層構造を作成するステップ、
(iv)(iii)で作成したカーボン積層構造において、物質Xの内側表面に触媒活性が高い白金を配置し、カーボン間の空隙におけるカーボンの表面に触媒活性が低い白金を配置するステップ、
(v)(iv)で触媒活性が異なる白金を配置したカーボン積層構造にアイオノマーを配置するステップ、及び
(vi)(v)でアイオノマーを配置したカーボン積層構造から物質Xを取り除くステップ
を含む、シミュレーションモデル作成方法。 - (ii)のステップにおいて、8nm以下の大きさの空隙部を、物質Xに置換する、請求項1に記載のシミュレーションモデル作成方法。
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JP2009193672A (ja) | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Toyota Motor Corp | 燃料電池シミュレーション装置及び燃料電池 |
JP2010128746A (ja) | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | 多孔体モデル作成装置および多孔体モデル作成方法 |
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JP2017130306A (ja) | 2016-01-19 | 2017-07-27 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 燃料電池のシミュレーション方法 |
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