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燃料電池用ポリマー電解質膜内の物質拡散係数リアルタイムセンシングの研究

燃料电池聚合物电解质膜材料扩散系数实时传感研究

基本信息

批准号：
18656069
负责人：
長坂雄次
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の研究成果は以下のようにまとめられる。[1]ポリマー膜内のメタノールの物質拡散係数の測定を行なうことを最終目標として,赤外波長のレーザーを加熱に用いるソーレー強制レイリー散乱法の装置設計を行った。高出力CO_2レーザー(10W)を導入し,ソーレー効果が小さい混合液系(S_T〜10^<-2>〜10^<-3>K^<-1>)であっても再現性良く測定が可能なパラメータ設定を検討した。[2]極めて微弱な拡散現象による信号だけを拡大すると,光電子増倍管が飽和してしまう問題を解決するために,2台のAOM(光学音響素子:Acoust-optic modulator)を導入し加熱・観察用の2つのレーザーのシャッター開閉タイミングを適切に制御する装置を開発した。[3]バルクのメタノール水溶液(80wt%)の拡散係数測定を常温で行い,開発した測定装置の有効性を確認した。また,信号を安定して検知するための最適な光学系の条件設定,及び試料セルの構造を検討した。[4]メタノール水溶液を十分に浸透させた高分子電解質膜(Nafion【○!R】)を試料として信号検知を行った。加熱終了直後に見られる減衰信号をメタノール水溶液の熱伝導による減衰波形と比較すると予想される拡散現象の時定数より大きく,乾燥状態のNafionを試料としたときの信号とも異なる信号であることが明らかになり,今後試料セルの検討や信号の理論的解釈が課題となった。

The research results of this year are as follows: [1]The measurement of the dispersion coefficient of the substance in the film is carried out with the ultimate purpose of heating the substance in the outer wavelength. High output CO_2 (10W) is introduced into the system, and the result is a small mixed liquid system (S_T ~ 10^<-2>~ 10^<-3>K^<-1>) with good reproducibility. [2]In order to solve the problem of saturation of photoelectron multiplier tube due to weak signal dispersion phenomenon, 2 sets of AOM(Acoustic Modulator) were introduced, and 2 sets of opening and closing devices for heating and detection were developed. [3]The dispersion coefficient of aqueous solution (80wt%) was measured at room temperature, and the effectiveness of the device was confirmed. The optimum optical system conditions for signal stability and sample structure are discussed. [4]The polymer electrolyte membrane (Nafion) is highly permeable to aqueous solutions. R) Test data and signal detection. After heating, the attenuation signal is detected. The attenuation waveform is compared with that of the thermal conduction of the aqueous solution. The attenuation signal is detected in the dry state of the sample.