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固体高分子形燃料電池の無加湿運転のための高性能ガス拡散層に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22560202
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関九州大学

研究代表者

北原 辰巳  九州大学, 大学院・工学研究院・機械工学部門, 准教授 (50234266)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード固体高分子形燃料電池 / ガス拡散層 / マイクロポーラス層 / 水管理 / 親水 / 撥水性 / ドライアップ / フラッディング / 親水性
研究概要

固体高分子形燃料電池の総合効率向上,並びにコスト低減の方策として無加湿運転を実現することが重要な研究課題になっている.本研究では撥水マイクロポーラス層(MPL)の表面に薄い親水層を塗布した親水・撥水複合MPL付き拡散層を考案した.複合MPLを適用すると親水層により電極触媒層における保湿性が高まると同時に,撥水層により基材部を流れる乾燥ガスが親水層部の水分を取り去ることを抑制できるため耐ドライアップ性の向上策として有効であることを明らかにした

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 21件) 学会発表 (19件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Hydrophilic and hydrophobic double microporous layer coated gas diffusion layer for enhancing performance of polymer electrolyte fuel cells under no-humidification at the cathode2012

    • 著者名/発表者名
      T.Kitahara, H.Nakajima, K.Mori
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: Vol.199 ページ: 29-36

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.10.002

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water vapor exchange system using a hydrophilic microporous layer coated gas diffusion layer to enhance performance of polymer electrolyte fuel cells without cathode humidification2012

    • 著者名/発表者名
      T.Kitahara, H.Nakajima
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: Vol.214,202 ページ: 100-106

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.04.067

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of hydrophilic and hydrophobic double MPL coated GDL on PEFC performance2012

    • 著者名/発表者名
      T.Kitahara, H.Nakajima, K.Mori, M.Inamoto
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: Vol.50 (2) ページ: 437-444

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-plane water distribution at the interface between the gas diffusion layer and catalyst layer in the cathode of a polymer electrolyte fuel cell with a hybrid pattern flow field2012

    • 著者名/発表者名
      H.Nakajima, T.Kitahara, Y.Takazono, S.Miyahara
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: Vol.50 (2) ページ: 291-299

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PEFCの耐ドライアップ性と耐フラッディング性向上のための親水・撥水複合マイクロポーラス層付きガス拡散層に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳,中島裕典,稲本昌興
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 78巻794号 ページ: 1849-1859

    • NAID

      130002050832

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1299/kikaib.78.1849

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water vapor exchange system using hydrophilic microporous layer coated gas diffusion layer to enhance performance of polymerelectrolyte fuel cells without cathode humidification2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi KITAHARA
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 214 ページ: 100-106

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PEFCの耐ドライアップ性と耐フラッディング性向上のための親水・撥水複合マイクロポーラス層付きガス拡散層に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 78 号: 794 ページ: 1849-1859

    • DOI

      10.1299/kikaib.78.1849

    • NAID

      130002050832

    • ISSN
      0387-5016, 1884-8346
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of hydrophilic and hydrophobic double MPL coated GDL on PEFC performance2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi KITAHARA
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 50-2 号: 2 ページ: 437-444

    • DOI

      10.1149/05002.0437ecst

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrophilic and hydrophobic double microporous layer coated gasdiffusion layer for enhancing performance of polymer electrolyte fuel cells under no-humidification at the cathode2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi KITAHARA, Hironori NAKAJIMA, Kyohei MORI
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 199 ページ: 29-36

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of microporous layer design parameters for gas diffusion layer on permeability and PEFC performance2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kitahara, T.Konomi, H.Nakajima
    • 雑誌名

      Journal of Environment and Engineering

      巻: Vol.6, No.1 ページ: 17-27

    • NAID

      130000423899

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1299/jee.6.17

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] サーペンタインハイブリッド形流路を有するPEFCに関する研究(第4報,両極無加湿運転における発電特性)2011

    • 著者名/発表者名
      津田和人,北原辰巳,中島裕典
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 77巻776号 ページ: 1138-1146

    • NAID

      130000873877

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1299/kikaib.77.1138

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrophilic and hydrophobic double MPL coated GDL to enhance PEFC performance under low and high humidity conditions2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kitahara, H.Nakajima
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: Vol.41(1) ページ: 593-601

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1149/1.3635592

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrophilic and hydrophobic double MPL coated GDL to enhance PEFC performance under low and high humidity conditions2011

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi KITAHARA, Hironiri NAKAJIMA, Kyohei MORI
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 41-1 号: 1 ページ: 593-601

    • DOI

      10.1149/1.3635592

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 固体高分子形燃料電池のアノードガス再循環がカソード無加湿運転時の発電性能に及ぼす影響2010

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳,許斐敏明,中島裕典
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 76巻761号 ページ: 95-100

    • URL

      http://ci.nii.ac.jp/naid/110007521064

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マイクロポーラス層付きガス拡散層のPTFE量が撥水性とPEFC性能に及ぼす影響2010

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳,許斐敏明,中島裕典
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 76巻761号 ページ: 101-107

    • URL

      http://ci.nii.ac.jp/naid/110007521065

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microporous layer coated GDLs for enhanced performance of polymer electrolyte fuel cells2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kitahara, T.Konomi, H. Nakajima
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: Vol.195 ページ: 2202-2211

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2009.10.089

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence ofhydrophilicandhydrophobicdoubleMPLcoatedGDLonPEFCperformance2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kitahara, H.Nakajima, T.Konomii
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: Vol.33 (1) ページ: 1089-1097

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1149/1.3484602

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] アノードガス再循環によるPEFC無加湿運転時の発電性能に及ぼすガス拡散層の影響2010

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳,許斐敏明,中島裕典
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 76巻771号 ページ: 1956-1963

    • URL

      http://ci.nii.ac.jp/naid/110007989270

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PEFCの耐ドライアップ性向上のための親水・撥水複合マイクロポーラス層付きガス拡散層に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳,許斐敏明,中島裕典
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 76巻772号 ページ: 2218-2226

    • URL

      http://ci.nii.ac.jp/naid/110008006809

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] アノードガス再循環によるPEFC無加湿運転時に及ぼすガス拡散層の影響2010

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳, 許斐敏明, 他2名
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 76-771 ページ: 1956-1963

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PEFCの耐ドライアップ性向上のための親水・撥水複合マイクロポーラス層付きガス拡散層に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳, 許斐敏明, 他2名
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 76-772 ページ: 2218-2226

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Influence of hydrophilic and hydrophobic double MPL coated GDL on PEFC performance2012

    • 著者名/発表者名
      T.Kitahara, H.Nakajima, K.Mori, M.Inamoto
    • 学会等名
      222ndECS Meeting
    • 発表場所
      Honolulu
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] In-plane water distribution at the interface between the gas diffusion layer and catalyst layer in the cathode of a polymer electrolyte fuel cell with a hybrid pattern flow field2012

    • 著者名/発表者名
      H.Nakajima, T.Kitahara, Y.Takazono
    • 学会等名
      222nd ECS Meeting
    • 発表場所
      Honolulu
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PEFCガス拡散層の基本性能評価法に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      森下雅史,北原辰巳,中島裕典
    • 学会等名
      第53回電池討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 低湿度および高湿度条件下におけるPEFC性能を向上させる高性能ガス拡散層に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      稲本昌興,北原辰巳,中島裕典
    • 学会等名
      第53回電池討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PEFCカソード無加湿運転の発電性能向上のための湿度交換システムに関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      森下雅史, 北原辰巳, 中島裕典
    • 学会等名
      第52回電池討論会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2011-10-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 低湿度および高湿度条件下におけるPEFC性能を向上させる高性能ガス拡散層に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      森恭平, 北原辰巳, 中島裕典
    • 学会等名
      第52回電池討論会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2011-10-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Hydrophilic and hydxophobic double MPL coated GDL to enhance PEFC performance under low and high humidity conditions2011

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi KITAHARA, Hironori NAEAJIMA, Kyohei MORI
    • 学会等名
      220th ECS Meeting
    • 発表場所
      Westin Boston Waterfront (Boston, USA)
    • 年月日
      2011-10-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effect of gas flow channel without cathode humidification analyzed with electrochemical impedance spectroscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Takazono, H.Nakajima, T.Kitahara
    • 学会等名
      4th World Hydrogen Technologies Convention
    • 発表場所
      Glasgow
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Hydrophilic and hydrophobic double MPL coated GDL to enhance PEFC performance under low and high humidity conditions2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kitahara, H.Nakajima
    • 学会等名
      220th ECS Meeting
    • 発表場所
      Boston
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 低湿度および高湿度条件下におけるPEFC性能を向上させる高性能ガス拡散層に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      森恭平,北原辰巳,中島裕典
    • 学会等名
      第52回電池討論会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PEFCカソード無加湿運転の発電性能向上のための湿度交換システムに関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      森下雅史,北原辰巳,中島裕典
    • 学会等名
      第52回電池討論会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] トレーサ法によるPEFCの生成水挙動に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      宮原聡,中島裕典,北原辰巳
    • 学会等名
      第52回電池討論会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PEFCの発電性能向上のためのマイクロポーラス層付き拡散層に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      林二郎, 北原辰巳, 中島裕典
    • 学会等名
      第51回電池討論会
    • 発表場所
      愛知県産業労働センター(愛知県)
    • 年月日
      2010-11-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Influence of hydrophilic and hydrophobic double MPL coated GDL on PEFC performance2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kitahara, H.Nakajima, T.Konomii
    • 学会等名
      218th ECS Meeting
    • 発表場所
      Las Vegas
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PEFCの発電性能向上のためのマイクロポーラス層付き拡散層に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      林二郎,北原辰巳,中島裕典
    • 学会等名
      第51回電池討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PEFC無加湿運転のためのカソード湿度回収システムに関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      武田茂賢,北原辰巳,中島裕典
    • 学会等名
      第51回電池討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Influence of hydrophilic and hydrophobic double MPL coated GDL on PEFC performance

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi KITAHARA
    • 学会等名
      222nd ECS Meeting
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village (Honolulu, USA)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] PEFCガス拡散層の基本性能評価法に関する研究

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳
    • 学会等名
      第53回電池討論会
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク(福岡市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 低湿度および高湿度条件下におけるPEFC性能を向上させる高性能ガス拡散に関する研究

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳
    • 学会等名
      第53回電池討論会
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク(福岡市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] エレクトロニクス・エネルギー分野における超撥水・超親水化技術,固体高分子形燃料電池の発電性能向上のための親水・撥水技術2012

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳・他
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] 超撥水・超親水化技術2012

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳
    • 総ページ数
      418
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 燃料電池要素技術,マイクロポーラス層付きガス拡散層による耐フラッディング性および耐ドライアップ性の向上2011

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳・他
    • 出版者
      情報機構
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] 燃料電池要素技術2011

    • 著者名/発表者名
      北原辰巳(分担執筆)
    • 総ページ数
      271
    • 出版者
      情報機構
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.mech.kyushu-u.ac.jp/~fcsl/index.html

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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