2014 Fiscal Year Annual Research Report
液水分布制御形式ガス拡散層による固体高分子形燃料電池の高機能・高性能化
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23360097
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
宇高 義郎 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50114856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 裕昭 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10251753)
荒木 拓人 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90378258)
大徳 忠史 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (40452049)
陳 志豪 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60611275)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 燃料電池 / ガス拡散層 / 熱物質伝達 / 表面張力 / ぬれ性 / 拡散 / X線ラジオグラフィー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液水管理機能を格段に向上させて濃度分極の低減を図り、固体高分子形燃料電池（PEFC）の高機能・高性能化を実現するための方式として、ぬれ性の異なる微細多孔体を隣接分布配置させる形式の、液水移動制御可能なガス拡散層(GDL)の新規構造(Hybrid GDL)を提案した。申請者らが開発した酸素拡散係数測定法と液水可視化手法を高精細化し、液水存在下のHybrid GDLにおける酸素透過機構とその特性を明らかにし、さらに新Hybrid GDL利用の膜電極接合体（MEA）構造を構築し、PEFCにおける高機能化・高出力密度化を図った。そのようなMEAを組み込んだ実際のPEFCを製作し、その発電特性を評価した。新Hybrid GDLを用いたMEA構造の構築、これまで実施してきたガルバニ電池式酸素吸収体装置による酸素拡散特性測定の高精度化と新Hybrid GDLの酸素拡散特性測定、X線ラジオグラフィーによる液水分布可視化の高精細化と新Hybrid GDL内の液水移動・分布特性測定および高精度酸素拡散特性と高精細液水移動・分布可視化の同時計測による新Hybrid GDL単体およびマイクロ多孔体層（MPL）との組み合わせ、および新Hybrid GDLの液水分布と酸素拡散特性と機構解明による結果との対応関係を明らかにした。以上の結果に基づくHybrid構造および別に提案のガス流路との組み合わせにより、実際のPEFCを作成し発電特性を評価した。その結果、提案の方式により限界電流密度の向上および出力安定性を実現できることを示した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Development of Water Management Techniques for Each Component of a PEMFC2014
Author(s)
Utaka, Y., Araki, T., Matsumoto, H., Munakata, T., Ito, H., Someya, S., Nakano, A., Zhang, J., Wang, S.
Organizer
The 25th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-25)
Place of Presentation
Thailand
Year and Date
2014-11-05 – 2014-11-07
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