固体高分子形燃料電池における新形式ガス拡散層の提案と酸素拡散特性の測定

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360096
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 宇高 義郎 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (50114856)
• 研究分担者: 松本 裕昭 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (10251753) ; 荒木 拓人 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (90378258) ; 大徳 忠史 横浜国立大学, 工学研究院, 特別研究教員 (40452049)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 燃料電池 / ガス拡散層 / 熱物質伝達 / 表面張力 / ぬれ性

研究概要

微細多孔質体からなるガス拡散層(GDL)内の物質輸送現象の特性向上による固体高分子形燃料電池(PEFC)の高性能化を目的として,新たな酸素拡散計測システムの構築および新形式の親水と撥水の空間分布による表面張力移動を利用する水分制御と酸素拡散の最適化を図るGDL構造の提案と特性解明を実施した.その結果,提案の湿分存在下のGDLモデル実験装置により酸素拡散の促進とその測定について,ねらいとする特性の実現が成された.

研究成果

• [雑誌論文] 中性子線による液水可視化手法を利用する固体高分子形燃料電池用マイクロポーラス層の液水分布と物質移動特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇高義郎, 田崎豊, 脇憲尚, 岩崎大剛, 久保則夫, 篠原和彦, Pierre Boillat, Pierre Obe rholzer,Gunther G. Scherer, EberhardH. Lehmann
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 76 ページ: 1995-2001
  • 査読あり
• [雑誌論文] 中性子線による液水可視化および酸素拡散特性の同時計測手法を利用する微細多孔体内の物質移動特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇高義郎, 田崎豊, 王世学, 岩崎大剛, 脇憲尚, 久保則夫, 篠原和彦, Pierre Boillat, Gabriel Frei, Pierre Oberholzer, Gunther G. S cherer, Eberhard H. Lehmann
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 76 ページ: 1964-1972
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固体高分子形燃料電池用ガス拡散層の液水制御(ぬれ性の異なる多孔体の交互配置を利用する新構造拡散層) (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇高義郎, 廣瀬生典
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 76 ページ: 326-333
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固体高分子形燃料電池用ガス拡散層の液水制御(X線ラジオグラフィ可視化法による新構造ミクロ多孔質体の液水分布特性) (2010)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬生典, 宇高義郎, 田崎豊
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 76 ページ: 888-895
  • 査読あり
• [雑誌論文] 空孔径分布の異なる微細多孔体層を隣接させたハイブリッド構造ガス拡散層(X線ラジオグラフィーによる液水挙動可視化解析と酸素拡散特性) (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇高義郎, 田崎豊, 宮田智生, 岩崎大剛, 近藤俊介, 青木敦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 76 ページ: 1586-1593
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of effective oxygen diffusivity in microporous media containing moisture (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇高義郎, 岩崎大剛, 田崎豊, 王世学
  • 雑誌名: Heat Transfer-Asian Research 39 ページ: 262-276
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Experimental Study on Moisture Transp ort through a PorousPlate with Micro Pores (2009)
  • 著者名/発表者名: 王世学, 宇高義郎, 田崎豊
  • 雑誌名: International Journal of Heat and Mass Transfer 52 ページ: 4386-4389
  • 査読あり
• [雑誌論文] Method of measuring oxygen diffusivity in microporous media (2009)
  • 著者名/発表者名: Utaka Y., Tasaki Y., Wang S., Ishiji T., Uchikoshi S.
  • 雑誌名: International Journal of Heat and Mass Transfer 52 ページ: 3685-3692
  • 査読あり
• [雑誌論文] 含水多孔質における有効酸素拡散係数測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宇高義郎, 岩崎大剛, 田崎豊, 王世学
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 75 ページ: 1822-1829
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微細多孔体の酸素拡散係数測定法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宇高義郎, 田崎豊, 王世学, 石地徹, 打越祥一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 74 ページ: 655-661
  • 査読あり
• [学会発表] Microporous Layer Consisting of Alternating Porous Material with Different Wettability for Controlling Moisture in Gas Diffusion Layer of PEFC (2010)
  • 著者名/発表者名: Utaka Y., Hirose I.
  • 学会等名: The 14th International Heat Transfer Conference
  • 発表場所: Washington D. C., Omni Shoreham Hotel
  • 年月日: 2010-08-12
• [学会発表] 微細多孔体内のX線ラジオグラフィーによる液水挙動可視化と酸素拡散特性の同時計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大徳忠史, 荒木拓人, 近藤俊介, 太田公一, 大森康由, 金子春樹, 上杉健太郎, 宇高義郎
  • 学会等名: 第47回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 北海道札幌市,札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] X線ラジオグラフィーによる空孔径分布を付加した微細多孔体内の液水可視化解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田崎豊、青木敦、宮田智生、宇高義郎、岩崎大剛、近藤俊介、青木康祐
  • 学会等名: 第46回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-06-03
• [学会発表] 含水条件下における微細多孔体内の酸素拡散係数測定法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩崎大剛, 宇高義郎, 田崎豊
  • 学会等名: 第46回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-06-02
• [学会発表] Oxygen Diffusion Characteristics of Gas Diffusion Layers With Moisture (2008)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki D., Utaka Y., Tasaki Y., Wang S., Iwasaki D.
  • 発表場所: Darmstadt, Germany
  • 年月日: 2008-06-24