NMRの周波数シフト量から固体高分子形燃料電池の発電電流分布を計測する手法の開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19560212
• 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: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 小川 邦康 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (50272703)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 熱・物質移動

研究概要

固体高分子形燃料電池(PEFC)の小型化や高出力密度化のためには, 高分子電解質膜(PEM)全体で発電電流密度を高く維持することが求められる. 本研究では, 小型表面コイルをPEFC内のPEM とGDL の間に挿入して、取得したNMR 信号から電流値を計測できる手法を開発した. 発電時の等価回路をモデル化して磁場解析を行い, 計測値と比較をすることで一次元電流分布が推測できることが分かった.

研究成果

• [雑誌論文] NMR・MRI計測-計測原理と燃料電池, ハイドレート水和物の内部計測事例- (2008)
  • 著者名/発表者名: 小川邦康
  • 雑誌名: J. HTSJ Vol.47、No.200 ページ: 27-39
• [雑誌論文] 核磁気共鳴を利用した小型表面コイルによるPEFC内の電流分布計測法の開発、第一報 : PEFC発電時の一次元電流分布の計測
  • 著者名/発表者名: 横内康夫, 小川邦康, 拝師智之, 伊藤衡平
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 (掲載決定)
  • 査読あり
• [学会発表] Current-Distribution Measurement in PEFC Using NMR Sensors ; Experimental and Theoretical Results under Uniform Electric Power Generation Condition (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Yokouchi, Kuniyasu Ogawa, Tomoyuki Haishi and Kohei Ito
  • 学会等名: Proceedings of the Seventh JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference(F321)
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2008-10-16
• [学会発表] CURRENT-DISTRIBUTION MEASUREMENT IN MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY UNDER WATER ELECTROLYSIS CONDITION USING NMR SENSOR (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasuo YOKOUCHI, Kuniyasu OGAWA, Tomoyuki HAISHI and Kohei ITO
  • 学会等名: Proceedings of the 2nd International Forum on Heat Transfer(94(4pages))
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] NMRセンサーによる燃料電池発電時の電流分布計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 横内康夫、小川邦康、拝師智之、伊藤衡平
  • 学会等名: 第45回日本伝熱シンポジウム講演論文集(Vol.II+III, 491-492)
  • 発表場所: つくば(開催)
  • 年月日: 2008-05-22
• [学会発表] 複数NMRセンサーを用いた水電解運転時のMEA内を流れる電流分布の計測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 横内康夫、小川邦康、拝師智之、伊藤衡平
  • 学会等名: 日本機械学会2007年度熱工学コンファレンス講演論文集(No.07-05)(119-120)
  • 発表場所: 京都(開催)
  • 年月日: 2007-11-24
• [学会発表] 複数NMRセンサーを用いた燃料電池用高分子電解質膜の電流分布計測法の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 横内康夫, 小川邦康, 拝師智之, 伊藤衡平
  • 学会等名: 第11回NMRマイクロイメージング研究会講演論文集(2007)(55-58)
  • 発表場所: 京都(開催)
  • 年月日: 2007-08-06
• [産業財産権] 燃料電池システムおよび燃料電池の運転方法 (2008)
  • 発明者名: 小川邦康, 横内康夫, 拝師智之, 伊藤衡平
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 産業財産権番号: 特願, 2008-126181
  • 出願年月日: 2008-05-13
• [産業財産権] 燃料電池用測定装置および燃料電池システム (2008)
  • 発明者名: 小川邦康, 拝師智之, 伊藤衡平
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 産業財産権番号: 特願, 2008-163310
  • 出願年月日: 2008-06-23