| 研究概要 |
固体高分子形燃料電池に用いられる電解質膜(デュポン社製ナフィオン膜)は,燃料電池の起動・停止に伴う,温度・湿度変動環境下で劣化することが知られている.特に,家庭用定置型燃料電池と異なり,自動車搭載用燃料電池は,起動・停止回数が多いため,電解質の劣化も著しくなり,燃料電池自動車の早期実現のために,信頼性の高い燃料電池を開発する上での障害となっている.そこで本研究では平成20年度に引き続き,(1)電解質膜の巨視的劣化挙動評価と,(2)電解質膜の微視的劣化挙動評価を行なった.
(1)電解質膜の巨視的劣化挙動評価では,昨年度導入した「島津製作所製卓上型引張試験機」,「コフロック製バブラーユニット」と「キーエンス製レーザー厚さ計」を組み合わせ,手製の環境槽を組み付けることで,25℃≦温度≦90℃,10%≦湿度≦95%の環境中で引張試験を行なえるようにした.その結果,温度が高いほど破断応力が低下し破断伸びは増大すること,湿度が高いほど破断応力・破断伸びともに低下すること等がわかった.
(2)電解質膜の微視的劣化挙動評価では,昨年度定式化を試みた非弾性構成式を用いて,電解質膜の圧縮クリープひずみの推定を行なった.その結果,温度・湿度の違いに関わらず,構成式による推定ひずみは,実際のひずみの±5%程度以内に収まっておりことがわかり,提案した構成式を用いることで電解質膜に蓄積する圧縮クリープひずみを精度良く推定できることがわかった.
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