| 研究課題/領域番号 |
13650192
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
江尻 英治 千葉工業大学, 工学部, 教授 (40333017)
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| 研究分担者 |
辻村 欽司 千葉工業大学, 工学部, 教授 (00316811)
南 和一郎 千葉工業大学, 工学部, 教授 (80083814)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2002年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2001年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
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| キーワード | 燃料電池 / 固体高分子形 / 流路 / 発電性能 / 単セル / 空気流れ / 水素流れ / 空気利用率 / 圧力損失 / 固体高分子膜 / セパレータ / デッドエンド系 / 出力 / 発電効率 / 固体高分子型燃料電池 / レイノルズ数 / アスペクト化 |
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| 研究概要 |
固体高分子形燃料電池(PEFC)の技術開発を目的として、単セル流路内の流れの計測法を検討し、燃料電池単セルに供給するガスの状態量と発電性能の関係を調べた。まず、PEFCに特徴的である流路を模擬したアスペクト比の異なる3種の単セル流路モデルを製作し、空気を供給し入口の圧力、流量をパラメータとして内部流路の圧力分布を計測した。その結果、ひとつの直線流路と曲がり流路に多数の計測点を設けるデータの取り方では、直線部の摩擦損失と曲がり損失を明確に分離することは困難であることがわかった。しかしながら、中央に計測点を設けた何本もの直線部から圧力データを取り、直線部の摩擦損失に比較的精度の高い予測式を用いれば、特に大きな問題を生ずることなく曲がり損失の評価が行えることがわかった。次に、前述の空気流れ計測で用いた流路と類似のガス流路をもつPEFC単セルを実際に製作し、空気と水素(デッドエンド系)を供給して発電性能を測定した。変化させたパラメータは、空気利用率(20%〜80%)、加湿のありなしおよび供給ガス圧力(50kPa、100kPa)とした。実験した範囲では、空気利用率が発電性能に対し最も強い影響を及ぼした。空気利用率は高い方が、加湿はない方が、また供給ガス圧力は高い方が、起電力、出力、効率などの発電性能は高かった。今後は、他のパラメータの性能に及ぼす影響を調べるとともに、詳細な内部電気抵抗を計測することにより性能を決めているメカニズムの解明することが必要である。一方で、フラッディングなどの現象に見られるように、流路内部を流れる流体の挙動にはまだまだ不明な点も多く、発電している状態での内部流れの計測も重要であると考えられる。
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