豐田公開減少燃料電池車鉑用量技術

據日經BP社報道：豐田在2015年5月舉辦的汽車技術會春季大會（主辦：日本汽車技術會）shang，yiranliaodianchicheboshiyongliangdexingweifenxiweizhutifabiaoleyanjiang。ranliaodianchidanyuanzhongshiyongbozuoweicujinhuaxuefanyingdecuihuaji
，dansuizheshiyongshijiandetuiyi，bokelidelijinghuizengda，daozhixingnengxiajiang。zheyici，fengtianquerenlefadianshibolijingzengdadebianhuaguocheng

，zheyouzhuyujiangdibodeshiyongliang。 關於鉑顆粒增大的原因，以前一直被認為是鉑溶解、鉑顆粒移動造成的凝集，以及擔體材料碳的氧化所致
，但一直沒有能夠證實。為此，豐田開發出了全球首個利用TEM（透射電子顯微鏡）
，在加載發電電壓時實時觀察鉑電極催化劑變化的方法。 過去觀察鉑電極時的做法是，分別對初始狀態下的鉑微粒和電壓降低時的鉑微粒進行TEM觀察，然後比較二者的結果。但這種方法觀察不到鉑微粒的增大過程。為此，豐田製作了能在TEM內部再現燃料電池催化劑的化學反應的體積極小的電化學電池，嚐試觀察了鉑顆粒增大的真實過程。

利用TEM實時觀察的必要條件，是電子束必須要穿透樣品，厚度要在幾百nm以下。而市售芯片達不到這個要求，芯片中沒有電流通過
，因此再現性差
，顆粒圖像不清晰，再現率僅為10％。 為此，豐田運用MEMS技術，開發出了利用厚度在幾百nm以下的氮化矽（SiN）膜密封電解液的電池。這一成果可使再現率提高到95％，能夠實時觀察到鉑微粒增大的過程
，而且實現了觀察視頻與電化學測量結果的同步化。 觀(guan)察(cha)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，鉑(bo)微(wei)粒(li)會(hui)在(zai)碳(tan)上(shang)移(yi)動(dong)並(bing)聚(ju)集(ji)
，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)顆(ke)粒(li)增(zeng)大(da)。利(li)用(yong)這(zhe)種(zhong)觀(guan)察(cha)方(fang)法(fa)，可(ke)以(yi)向(xiang)樣(yang)品(pin)芯(xin)片(pian)施(shi)加(jia)實(shi)際(ji)行(xing)駛(shi)模(mo)式(shi)下(xia)的(de)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)，明(ming)確(que)該(gai)狀(zhuang)態(tai)下(xia)鉑(bo)微(wei)粒(li)的(de)行(xing)為(wei)，開(kai)發(fa)出(chu)符(fu)合(he)行(xing)駛(shi)狀(zhuang)態(tai)的(de)材(cai)料(liao)
，有(you)助(zhu)於(yu)延(yan)長(chang)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)壽(shou)命(ming)
、降低鉑使用量。（特約撰稿人：伊東敏夫
，芝浦工業大學）