2011 Fiscal Year Annual Research Report
液水分布制御形式ガス拡散層による固体高分子形燃料電池の高機能・高性能化
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23360097
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Field |
Thermal engineering
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
宇高 義郎 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (50114856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (40452049)
陳 志豪 横浜国立大学, 工学研究院, 研究教員 (60611275)
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| Keywords | 燃料電池 / ガス拡散層 / 熱物質伝達 / 表面張力 / ぬれ性 / 拡散 / X線ラジオグラフィー |
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| Research Abstract |
ぬれ性または空孔系の異なる微細多孔体を隣接分布配置させる形式の、液水移動制御可能なガス拡散層(GDL)の新規構造(Hybrid GDL)を提案し、Hybrid GDL利用の膜電極接合体構造を構築し、PEFCの高機能化・高出力密度化を図ることを目的として、本年度は以下の事項を実施した。
(1)実際のPEFCスタックに適用可能なぬれ性分布を付与する形式のGDLとして、2種類の新Hybrid GDLを設計・製作を提案した。一つは、単一材料の平織りのクロスタイプの縦糸および横糸として、炭素繊維およびポリテトラフロロエチレン繊維をそれぞれぬれ性および撥水性素材として選定し、GDLを構成させた。他に、GDLとして実用されている炭素ペーパータイプGDLに撥水部分を分布させた。
(2)電気化学反応を利用するガルバニ電池式酸素吸収体装置を微細多孔体の酸素拡散特性の測定に利用してきたが、未だ十分な高精度計測は可能となっていない。GDLの拡散抵抗が非常に小さいため、従来にない高精度化を要求されるという条件の厳しい乾燥状態のGDL単層で、有効酸素拡散係数を±20%の精度をもって計測できる手法の構築を行った。
(3)上記1の2種類の試料について、高輝度放射光施設(SPring-8)の放射光によるX線ラジオグラフィーによるGDL内の液水可視化と上記(2)の高精度酸素拡散係数測定の同時計測を実施し、Hybrid構造のGDLに関する液水分布と酸素拡散特性の関係およびについて考察した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請書に記載の年度研究実施計画を遂行することができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の実施計画がほぼ順調に遂行されており、引き続き当初の計画を進めてゆく予定である。
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