スラリー乾燥過程その場計測と物質輸送解析に基づく電極構造の推定手法確立

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K13702
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 鈴木 崇弘 大阪大学, 工学研究科, 助教 (90711630)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 固体高分子形燃料電池 / 電極スラリー / 乾燥過程 / 物質輸送 / その場計測 / 多孔質

研究成果の概要

スラリー乾燥過程のその場計測と物質輸送シミュレーションから形成される多孔質電極構造を推定するための手法確立を進めた．マイクロ電極とレーザーを用いた粒子凝集と液面変位の同時その場計測結果から，スラリー乾燥過程における厚さ方向の材料分布形成が示唆され，同条件を模擬した物質輸送シミュレーションにおいても定性的に一致した材料分布形成の傾向が示された．更に，材料そのものの評価にとどまらず実材料系におけるスラリー場の輸送にかかわる特徴量を実験的に求める手法の確立を進め，材料輸送を伴う構造形成に影響を及ぼす因子を明らかにした．

自由記述の分野

熱工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では，従来ブラックボックスとして扱われてきた電極スラリーの乾燥過程における材料輸送挙動を実験と数値解析から評価することで，形成される電極の多孔質構造を推定するための技術開発を進めた．開発した方法論に基づき多孔質電極の形成プロセスの解析を進めることで，形成過程の材料輸送現象と形成される多孔質構造の関係を解明し，高性能な多孔質電極の作製条件について科学的知見に基づいて設定して形成することが可能になると期待される．