| 研究概要 |
固体高分子形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell, PEFC)は次世代の自動車用動力源として注目されている.しかしながら,電解質であるPEFC(固体高分子形燃料電池)膜のプロトン導電性は,乾燥すると大きく減少するため,PEFC膜を常に含水状態に保つ必要がある.本研究課題では,我々が提案している,従来までの加湿ではなく,膜表面から直接,液体水を供給する手法について,直接水分供給時におけるPEFC膜内への水分浸透過程を磁気共鳴イメージング(MRI)を用いて計測し,基礎的に明らかにする.
本年度は,MRI計測可能な直接水分供給型燃料電池セルの製作を行った.その上で,直接水分供給時のPEFC膜への水分浸透過程のMRI計測を行うために,磁場勾配強度,エコー時間などの様々なMRI計測パラメーターの最適化を行い,直接水分供給時においても高S/N比でMRI計測が可能となる方法を開発した.その結果,水分供給開始後,電解質膜の含水が促進され,燃料電池出力が増加することが明らかになった.その一方で,燃料電池内において電解質膜が水分供給側(アノード側)に局所的に変形することがMRI計測より明らかになり,直接水分供給による含水にともなう電解質膜の局所的な膨潤が要因であることが示された.
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