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2014 年度 実績報告書

非混入型分子トレーサ速度計測と酸素吸収分光を核とした燃料電池の統合的物質移動解明

研究課題

研究課題/領域番号 22246024
研究機関東京工業大学

研究代表者

平井 秀一郎  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (10173204)

研究分担者 西田 耕介  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (00397043)
津島 将司  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30323794)
植村 豪  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70515163)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワードエネルギー利用 / 燃料電池 / 物質輸送 / レーザ応用計測 / 可視化
研究実績の概要

燃料電池が発電している状態でガス流路の中の速度を計測する方法について、昨年度まで開発してきたレーザ計測法を、燃料電池が求められている高電流密度の下、液水が流路に発生する条件下での計測について実施した。まず、カソード流路内に液水が滞留し酸素の供給が阻害される現象の液水挙動メカニズムを把握し,最適な流路構造の設計や流路壁面の濡れ性制御等を行う必要があることから、流路断面の内部観察が可能な断面可視化セルを作製し,発電状態PEFC のカソード流路内における液水挙動の直接観察を行い,流路壁面の濡れ性の影響について評価した.次に、液水が発生している状態の高電流密度発電状態の燃料電池セルに、レーザを2本、アブレーション発生と流路内可視化、をタイミングを制御して入射し、液水が流路内可視化レーザの阻害にならない手法を開発し、カソード流路内速度を計測することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Impacts of channel wettability and flow direction on liquid water transport in the serpentine flow field of a polymer electrolyte fuel cell2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nishida, R. Taniguchi, Y. Ishizaki, S. Tsushima and S. Hirai
    • 雑誌名

      J. Power Sources

      巻: 275 ページ: pp.447-457

    • DOI

      doi:10.1016/j.jpowsour.2014.11.059

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross-Sectional Visualization of Liquid Water Behavior and Evaluation of Wettability Effect in Cathode Channel of an Operating PEFC2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nishida, T. Muranishi, Y. Ishizaki, S. Tsushima and S. Hirai
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: Vol.64, No.3 ページ: pp.853-862

    • DOI

      doi:10.1149/06403.0853ecst

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 固体高分子形燃料電池の流路構造および壁面濡れ性がカソード内液水輸送に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      石崎勇吾,西田耕介,津島将司,平井秀一郎
    • 雑誌名

      化学工学論文集

      巻: 40巻,4号 ページ: pp.320-326

    • DOI

      doi:10.1252/kakoronbunshu.40.320

    • 査読あり
  • [学会発表] PEFCカソード側MPLの緻密性が界面物質輸送と濃度過電圧に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      西田耕介,奥畑剛,津島将司,平井秀一郎
    • 学会等名
      第55回電池討論会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-21
  • [学会発表] PEFCカソード側MPLの微細構造が液水輸送と発電特性に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      奥畑剛,西田耕介,津島将司,平井秀一郎
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2014
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京)
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-09
  • [学会発表] 発電状態PEFCのカソード流路内液水挙動の断面可視化と壁面濡れ性の影響評価2014

    • 著者名/発表者名
      西田耕介,村西徹,石崎勇吾,津島将司,平井秀一郎
    • 学会等名
      第51回日本伝熱シンポジウム,(2014)
    • 発表場所
      アクトシティ浜松・コングレスセンター(浜松市)
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23

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公開日: 2016-06-01  

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