光ファイバ型CRDレーザ分光による燃料電池多孔質電極内水分の高感度測定と輸送制御

• 研究課題/領域番号: 22760150
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 西田 耕介 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (00397043)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 熱工学 / 燃料電池

研究概要

本研究では,光ファイバを用いたキャビティ・リングダウン(CRD)分光法を応用することにより,燃料電池内の微量な水蒸気を高感度かつ高時間分解能で定量測定できる独自の「光ファイバ型CRDレーザ分光計測システム」の開発を行った.さらに,本計測システムを用いて,発電状態の固体高分子形燃料電池(PEFC)のカソード内で生成される水蒸気ガスのin-lineモニタリングを試みた.その結果,出力電流密度の上昇に伴って,カソード排ガス中の水蒸気濃度も増大していくのが確認できた.

研究成果

• [雑誌論文] Detection of water vapor in cathode gas diffusion layer of polymer electrolyte fuel cell using water sensitive paper (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nishida, M. Ishii, S. Tsushima, and S. Hirai
  • 雑誌名: J. Power Sources 巻: Vol.199 ページ: 155-160
  • DOI: 10.1016/j.jpowsour.2011.10.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Image Measurement of Water Droplets in Cathode of PEFC Based on Background Subtraction Method (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nishida, S. Tanaka, S. Tsushima, and S. Hirai
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: Vol.41, No.1 号: 1 ページ: 419-428
  • DOI: 10.1149/1.3635576
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of liquid water content in cathode gas diffusion electrode of polymer electrolyte fuel cell (2010)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Nishida, Takeshi Murakami, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai
  • 雑誌名: Journal of Power Sources 巻: Vol.195 ページ: 3365-3373
  • 査読あり
• [学会発表] PEFCカソード流路における壁面の濡れ性が液水輸送に及ぼす影響評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 谷口僚, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎
  • 学会等名: 第52回電池討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] 低加湿運転PEFC内の水分管理におけるMPLの有効性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西田耕介, 平得永基, 津島将司, 平井秀一郎
  • 学会等名: 第52回電池討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] PEFCカソード流路における壁面の濡れ性が液水輸送に及ぼす影響評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 谷口僚, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎
  • 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: 2011-10-17
• [学会発表] 低加湿運転PEFC内の水分管理におけるMPLの有効性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西田耕介, 平得永基, 津島将司, 平井秀一郎
  • 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: 2011-10-17
• [学会発表] PEFCカソード側におけるガス拡散層の構造設計と水分排出促進に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 外池武司, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎
  • 学会等名: 第48回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-06-01
• [学会発表] EFCカソード流路の濡れ性が液水の排出挙動に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 谷口僚, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎
  • 学会等名: 第48回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-06-01
• [学会発表] PEFCカソード側におけるガス拡散層の構造設計と水分排出促進に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 外池武司, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎
  • 学会等名: 第48回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山)
  • 年月日: 2011-06-01
• [学会発表] PEFCカソード流路の濡れ性が液水の排出挙動に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 谷口僚, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎
  • 学会等名: 第48回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山)
  • 年月日: 2011-06-01
• [学会発表] Measurement of Water, Temperature and Current Distributions in Anode of Polymer Electrolyte Fuel Cell during Low Humidity Operation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Nishida, Yoma Yokoi, Kazumasa Umeda, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai
  • 学会等名: ASME/JSME 8th Thermal Engineering Joint Conference
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2011-03-14
• [学会発表] PEFCカソード電極内水分輸送におけるMPLの有効性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷口僚, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎
  • 学会等名: 第47回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-05-28
• [備考]
  • URL: http://www.tee.kit.ac.jp/fc.html
• [備考]
  • URL: http://www.tee.kit.ac.jp/fc.html