| 研究課題/領域番号 |
23560207
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
江尻 英治 千葉工業大学, 工学部, 教授 (40333017)
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| キーワード | 層流燃料電池 / LFFC |
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| 研究概要 |
層流燃料電池（LFFC）の基本コンセプトは，電解質膜を廃止して，プロトンの輸送を行うことである．また，そのために層流のマイクロ流体の輸送現象を利用して，単一チャネル中での燃料と酸化剤の区分化を行う．LFFCは燃料と酸化剤を独立して選定できる一方で，気体を使用することができない欠点がある．そのため，酸化剤には液体中の溶存酸素を用いる．本研究では燃料に1M（3wt%）メタノール，酸化剤に過酸化水素を用いた．また，イオン伝導率を高めるため，燃料，酸化剤ともに支持電解質として0.5M硫酸を添加した．燃料電池本体であるが，流路には内部の可視化のためアクリル樹脂を用いた．また，集電板には耐腐食性の高いステンレス鋼を使用した．
平成24年度は，以上の装置を用いてLFFCのI-V特性評価を行い，流量と酸化剤濃度が性能に与える影響を明らかにした．流量に関しては，高流量で高い性能が得られた．また，酸化剤濃度を高くすることで電圧の上昇速度は上がるものの，流路内に溜まった酸素気泡が流れの区分化を妨げ，性能を下げる結果となった．開回路電圧（OCV）は約0.7Vで，流量1.0mL/min，酸化剤濃度0.01Mの条件で最高性能となり，1.8mW/cm2の電力密度を観測した．この開回路電圧0.7Vは理論的な値に極めて近く，LFFCの高いポテンシャルを示すことができた．また，燃料や酸化剤の流量，濃度，温度などのパラメータを細かく設定した実験を行うことにより，LFFCの広範囲にわたる特性を把握することができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
LFFCのI-V試験に成功したが，二酸化炭素気泡は観測されなかった．燃料や燃料電池本体の温度を上げた実験も行ったが，結果は同じであった．この原因として，発生した二酸化炭素気泡が溶液中に溶け込んでいることが考えられる．気泡の可視化を行うためには，LFFCの更なる性能向上が必要である．したがって，当初予定していた二酸化炭素気泡流のボイド率計測やメタノール濃度分布計測についてはまだ実施していない．
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| 今後の研究の推進方策 |
燃料電池の性能向上のために装置改良が必要である．メタノール濃度分布計測のための技術的検討や計測システムの準備が必要である．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
燃料電池の性能向上のために製作する装置の部品や材料の購入が必要である．また，メタノール濃度分布計測のための装置購入が必要である．
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