能動的調湿性を有するウオーターフリー固体高分子形燃料電池

具有主动湿度控制功能的无水聚合物电解质燃料电池

• 批准号: 21K03917
• 负责人: 谷川 洋文
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03917/
• 关键词: 固体高分子形燃料電池; 多孔質; 調湿性; 格子ガス法; 燃料電池; 調湿流路

動的調湿性を有する燃料電池を実現するための多孔性調湿ガス流路形成する調湿素材の選定に関して，まず，調湿，冷感インナーとして使用されている繊維素材も多孔性調湿ガス流路形成する調湿素材で流路を製作し，吸水性，乾燥性，耐久性を紙素材と比較し検討した．流路は布を３枚重ねて形成した．結果，調質性，耐久性は紙素材よりも高いことが分かった．なお，もう一つの流路素材として考えていたプラスチック等のバインダーに調湿粒子（アパタルジャイト）を混ぜたものの流路形成に関しては，メーカーより素材を送ってもらい自作を試みている．しかしながら耐久性に問題があり，次年度形成法等を再検討する．よって，まずは繊維素材で形成した流路を用いて今後の実験を進める．発電時のセルの水分量変化計測並びに水分分布の可視化を可能とする実験システムを構築し，まずは無発電状態を想定した実験を行った．流路形状，流路幅等は昨年度の数値解析結果から決定した．水分量は電子天秤でその変化を計測し，同時に水分分布変化をタイムラプス動画撮影し，両データが対応できるようにした．また，格子ガス法による３次元計算と，無発電時のセル内の水分量変化を定量的に調べられる有限差分法による１次元解析プログラムを新たに作成し，実験結果との比較を行った．結果，格子ガス法による３次元計算と実験結果で得られた水分分布変化は各流路形状において定性的ではあるがよく一致している．また，有限差分法による解析で無発電時のセル内の水分変化が定量的に求められることがわかった．

Selection of porous humidity control material for flow path formation in fuel cells with dynamic humidity control properties; comparison of humidity control material with porous humidity control material for flow path formation; comparison of moisture absorption, dryness and durability of paper materials. The flow path is divided into three parts. As a result, the quenching property and durability of the paper material are high. The flow path material of the material is mixed with the humidity control particles, and the flow path material is mixed with the humidity control particles. Durability problems are discussed again in the next year's formation method. In the future, the flow path of the raw material will be developed. Water content measurement and visualization of water distribution during electricity generation are possible to construct a system for determining the non-electricity generation state. Flow path shape, flow path amplitude, etc., and the numerical value analysis results of the previous year are determined. The water content is measured by the electronic balance, and the water distribution is measured by the animation. 3-D calculation by lattice method, quantitative adjustment of water component in the cell without electricity transmission, 1-D analysis by finite difference method, and comparison of results. As a result, the lattice method is used for three-dimensional calculation, and the results show that the water distribution changes and the shape of each flow path changes qualitatively. The finite difference method is used to analyze and quantify the moisture content in the solution without electricity transmission.