Development of a measurement technique for current-density in PEFC from frequency shift of NMR signal

• Project/Area Number: 19560212
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Thermal engineering
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: OGAWA Kuniyasu Keio University, 理工学部, 准教授 (50272703)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2008: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2007: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
• Keywords: 熱・物質移動 / 燃料電池 / 核磁気共鳴法 / 電流密度計測 / センサー / 小型表面コイル / 核磁気共鳴 / 計測技術

Research Abstract

固体高分子形燃料電池(PEFC)の小型化や高出力密度化のためには, 高分子電解質膜(PEM)全体で発電電流密度を高く維持することが求められる. 本研究では, 小型表面コイルをPEFC内のPEM とGDL の間に挿入して、取得したNMR 信号から電流値を計測できる手法を開発した. 発電時の等価回路をモデル化して磁場解析を行い, 計測値と比較をすることで一次元電流分布が推測できることが分かった.

Research Products

• [Journal Article] 核磁気共鳴を利用した小型表面コイルによるPEFC内の電流分布計測法の開発、第一報 : PEFC発電時の一次元電流分布の計測 (2009)
  • Author(s): 横内康夫, 小川邦康, 拝師智之, 伊藤衡平
  • Journal Title: 日本機械学会論文集B編 掲載決定
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NMR・MRI計測-計測原理と燃料電池, ハイドレート水和物の内部計測事例- (2008)
  • Author(s): 小川邦康
  • Journal Title: J. HTSJ Vol.47、No.200 Pages: 27-39
  • NAID: 10024275499
• [Journal Article] NMR・MRI 計測-計測原理と燃料電池, ハイドレート水和物の内部計測事例- (2008)
  • Author(s): 小川邦康
  • Journal Title: J. HTSJ Vol. 47、No. 200 Pages: 27-39
  • NAID: 10024275499
• [Journal Article] NMR法による複雑体内部のマイクロスケール物質移動計測技術-燃料電池用高分子電解質膜への適用- (2008)
  • Author(s): 小川 邦康
  • Journal Title: 日本機械学会誌 Vol.111,No.1071 Pages: 96-99
• [Journal Article] 核磁気共鳴を利用した小型表面コイルによるPEFC内の電流分布計測法の開発、第一報 : PEFC発電時の一次元電流分布の計測
  • Author(s): 横内康夫, 小川邦康, 拝師智之, 伊藤衡平
  • Journal Title: 日本機械学会論文集B編 (掲載決定)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Current-Distribution Measurement in PEFC Using NMR Sensors ; Experimental and Theoretical Results under Uniform Electric Power Generation Condition (2008)
  • Author(s): Yasuo Yokouchi, Kuniyasu Ogawa, Tomoyuki Haishi and Kohei Ito
  • Organizer: Proceedings of the Seventh JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference(F321)
  • Place of Presentation: Sapporo
  • Year and Date: 2008-10-16
• [Presentation] Current-Distribution Measurement in PEFC Using NMR Sensors ; Experimental and Theoretical Results under Uniform Electric Power Generation Condition (2008)
  • Author(s): Yasuo Yokouchi, Kuniyasu Ogawa, Tomoyuki Haishi, Kohei Ito
  • Organizer: Seventh JSME-KSME Thermal and Fluids Engine ering Conference
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2008-10-15
• [Presentation] CURRENT-DISTRIBUTION MEASUREMENT IN MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY UNDER WATER ELECTROLYSIS CONDITION USING NMR SENSOR (2008)
  • Author(s): Yasuo YOKOUCHI, Kuniyasu OGAWA, Tomoyuki HAISHI and Kohei ITO
  • Organizer: Proceedings of the 2nd International Forum on Heat Transfer(94(4pages))
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 2008-09-19
• [Presentation] CURRENT-DISTRIBUTION MEASUREMENT IN MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY UNDER WATER ELECTROLYSIS CONDITION USING NMR SENSOR (2008)
  • Author(s): Yasuo YOKOUCHI, Kuniyasu OGAWA, Tomoyuki HAISHI, Kohei ITO
  • Organizer: 2nd International Forum on Heat Transfer
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-09-18
• [Presentation] NMRセンサーによる燃料電池発電時の電流分布計測 (2008)
  • Author(s): 横内康夫, 小川邦康, 拝師智之, 伊藤衡平
  • Organizer: 第45回日本伝熱シンポジウム講演論文集
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 2008-05-24
• [Presentation] NMRセンサーによる燃料電池発電時の電流分布計測 (2008)
  • Author(s): 横内康夫、小川邦康、拝師智之、伊藤衡平
  • Organizer: 第45回日本伝熱シンポジウム講演論文集(Vol.II+III, 491-492)
  • Place of Presentation: つくば(開催)
  • Year and Date: 2008-05-22
• [Presentation] 複数NMRセンサーを用いた水電解運転時のMEA内を流れる電流分布の計測 (2007)
  • Author(s): 横内康夫、小川邦康、拝師智之、伊藤衡平
  • Organizer: 日本機械学会2007年度熱工学コンファレンス講演論文集(No.07-05)(119-120)
  • Place of Presentation: 京都(開催)
  • Year and Date: 2007-11-24
• [Presentation] 複数NMRセンサーを用いた水電解運転時のMEA内を流れる電流分布の計測 (2007)
  • Author(s): 横内 康夫、小川 邦康、拝師 智之、伊藤 衡平
  • Organizer: 日本機械学会2007年度熱工学コンファレンス講演論文集
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2007-11-23
• [Presentation] 複数NMRセンサーを用いた燃料電池用高分子電解質膜の電流分布計測法の開発 (2007)
  • Author(s): 横内康夫, 小川邦康, 拝師智之, 伊藤衡平
  • Organizer: 第11回NMRマイクロイメージング研究会講演論文集(2007)(55-58)
  • Place of Presentation: 京都(開催)
  • Year and Date: 2007-08-06
• [Patent(Industrial Property Rights)] 燃料電池システムおよび燃料電池の運転方法 (2008)
  • Inventor(s): 小川邦康, 横内康夫, 拝師智之, 伊藤衡平
  • Industrial Property Rights Holder: 学校法人慶應義塾
  • Filing Date: 2008-05-13
• [Patent(Industrial Property Rights)] 燃料電池用測定装置および燃料電池システム (2008)
  • Inventor(s): 小川邦康, 拝師智之, 伊藤衡平
  • Industrial Property Rights Holder: 学校法人慶應義塾
  • Filing Date: 2008-06-23
• [Patent(Industrial Property Rights)] 燃料電池システムおよび燃料電池の運転方法 (2008)
  • Inventor(s): 小川邦康, 横内康夫, 拝師智之, 伊藤衡平
  • Industrial Property Rights Holder: 慶應義塾大学知的資産センター
  • Industrial Property Number: 2008-126181
  • Filing Date: 2008-05-13
• [Patent(Industrial Property Rights)] 燃料電池用測定装置および燃料電池システム (2008)
  • Inventor(s): 小川邦康, 拝師智之, 伊藤衛平
  • Industrial Property Rights Holder: 慶應義塾大学知的資産センター
  • Industrial Property Number: 2008-126181
  • Filing Date: 2008-05-13
• [Patent(Industrial Property Rights)] 核磁気共鳴法を用いた測定装置および測定方法 (2007)
  • Inventor(s): 小川 邦康・拝師 智之・伊藤 衡平
  • Industrial Property Rights Holder: 慶應義塾大学知的資産センター
  • Filing Date: 2007-09-28
  • Overseas