プロトン交換膜水電解における様々な加速ストレス試験における膜電極アセンブリの耐久性に関する研究

本研究では、様々な加速ストレス試験（AST）によって誘発されるプロトン交換膜水電解（PEMWE）における膜電極アセンブリ（MEA）の劣化に焦点を当てます。これには定電流モード、正方波モード、太陽光発電モードが含まれます。定電流モードでは、80℃で600時間の連続試験中に、動作電圧の劣化が22 µV/h（1 A/cm2）から50 µV/h（3 A/cm2）へと増加しました。正方波モードでは、狭い変動範囲（1–2 A/cm2）では、短いステップ時間（2秒）が動作電圧の劣化率を高める一方、広い変動範囲（1–3 A/cm2）では、長いステップ時間（22秒）が動作電圧の急上昇を引き起こしました。太陽光発電モードでは、複数の定電流および正方波モードを含む11時間の太陽光シミュレーションを使用し、実際の応用環境に最も近いものとしました。1400時間以上のASTでは、太陽光発電モードが最も深刻な87.7 µV/hの電圧上昇を引き起こしました。これらの結果は、PEM電解装置の耐久性を理解し、触媒、膜、ガス拡散層などMEAsの部品を最適化するのに役立ちます。