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2014 Fiscal Year Annual Research Report

非混入型分子トレーサ速度計測と酸素吸収分光を核とした燃料電池の統合的物質移動解明

Research Project

Project/Area Number 22246024
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

平井 秀一郎  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (10173204)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西田 耕介  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (00397043)
津島 将司  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30323794)
植村 豪  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70515163)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2015-03-31
Keywordsエネルギー利用 / 燃料電池 / 物質輸送 / レーザ応用計測 / 可視化
Outline of Annual Research Achievements

燃料電池が発電している状態でガス流路の中の速度を計測する方法について、昨年度まで開発してきたレーザ計測法を、燃料電池が求められている高電流密度の下、液水が流路に発生する条件下での計測について実施した。まず、カソード流路内に液水が滞留し酸素の供給が阻害される現象の液水挙動メカニズムを把握し,最適な流路構造の設計や流路壁面の濡れ性制御等を行う必要があることから、流路断面の内部観察が可能な断面可視化セルを作製し,発電状態PEFC のカソード流路内における液水挙動の直接観察を行い,流路壁面の濡れ性の影響について評価した.次に、液水が発生している状態の高電流密度発電状態の燃料電池セルに、レーザを2本、アブレーション発生と流路内可視化、をタイミングを制御して入射し、液水が流路内可視化レーザの阻害にならない手法を開発し、カソード流路内速度を計測することに成功した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Impacts of channel wettability and flow direction on liquid water transport in the serpentine flow field of a polymer electrolyte fuel cell2015

    • Author(s)
      K. Nishida, R. Taniguchi, Y. Ishizaki, S. Tsushima and S. Hirai
    • Journal Title

      J. Power Sources

      Volume: 275 Pages: pp.447-457

    • DOI

      doi:10.1016/j.jpowsour.2014.11.059

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cross-Sectional Visualization of Liquid Water Behavior and Evaluation of Wettability Effect in Cathode Channel of an Operating PEFC2014

    • Author(s)
      K. Nishida, T. Muranishi, Y. Ishizaki, S. Tsushima and S. Hirai
    • Journal Title

      ECS Transactions

      Volume: Vol.64, No.3 Pages: pp.853-862

    • DOI

      doi:10.1149/06403.0853ecst

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 固体高分子形燃料電池の流路構造および壁面濡れ性がカソード内液水輸送に与える影響2014

    • Author(s)
      石崎勇吾,西田耕介,津島将司,平井秀一郎
    • Journal Title

      化学工学論文集

      Volume: 40巻,4号 Pages: pp.320-326

    • DOI

      doi:10.1252/kakoronbunshu.40.320

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PEFCカソード側MPLの緻密性が界面物質輸送と濃度過電圧に与える影響2014

    • Author(s)
      西田耕介,奥畑剛,津島将司,平井秀一郎
    • Organizer
      第55回電池討論会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      2014-11-19 – 2014-11-21
  • [Presentation] PEFCカソード側MPLの微細構造が液水輸送と発電特性に及ぼす影響2014

    • Author(s)
      奥畑剛,西田耕介,津島将司,平井秀一郎
    • Organizer
      日本機械学会熱工学コンファレンス2014
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京)
    • Year and Date
      2014-11-08 – 2014-11-09
  • [Presentation] 発電状態PEFCのカソード流路内液水挙動の断面可視化と壁面濡れ性の影響評価2014

    • Author(s)
      西田耕介,村西徹,石崎勇吾,津島将司,平井秀一郎
    • Organizer
      第51回日本伝熱シンポジウム,(2014)
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松・コングレスセンター(浜松市)
    • Year and Date
      2014-05-21 – 2014-05-23

URL: 

Published: 2016-06-01  

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