| 研究課題/領域番号 |
21K03917
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
谷川 洋文 九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (80197524)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 固体高分子形燃料電池 / 多孔質 / 調湿性 / 格子ガス法 / 燃料電池 / 調湿流路 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，燃料電池内の生成水量を調整・管理するため，カソード側ガス流路を調湿効果のある素材で形成することで，積極的に余剰生成水を回収し，この余剰生成水を酸化ガスの流動で固体化高分子燃料電池の固体高分子膜の加湿に利用することを可能とする生成水を勝手に自己管理する多孔性調湿素材で構成された固体高分子形ウオーターフリー燃料電池を開発する．まず（１）多孔性調湿ガス流路素材の選定と内部水分挙動と調湿特性の関係を明らかにし，次に（２）調湿ガス流路の最適構造の検証を行うことで，本研究で提案する固体高分子形ウオーターフリー燃料電池の具現化の可能性を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
固体高分子形燃料電池のさらなる出力アップとシステムの簡素化のための水分管理技術として，カソード側のガス流路を，『調湿効果を有し勝手に余剰生成水を回収し，さらに酸化ガスの加湿に利用する』多孔性調湿素材で構成された固体高分子形ウオーターフリー燃料電池を開発と小型化・高性能化の検証を目的とした実験と数値解析から，多孔性調湿素材としては繊維系の調湿素材が適しており，また流路構造としては，サーペンタイン型２系統流路で内側にガスの入口があるタイプが最も保水性がよく，出力が高くなる可能性があることがわかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体高分子形燃料電池のさらなる出力アップとシステムの簡素化のための水分管理技術として，カソード側のガス流路を，“調湿効果を有し勝手に余剰生成水を回収し，さらに酸化ガスの加湿に利用”する多孔性調湿素材で構成された固体高分子形ウオーターフリー燃料電池を開発は更なる固体高分子形燃料電池の普及が促進すると考えられる．また，多孔性調湿ガス流路の水分挙動解明は調湿を必要とする空調分野への応用も考えられ学術的な波及効果は大きい．
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