中性子ラジオグラフィによる燃料電池内水分布の可視化

Visualization of water distribution in fuel cell using neutron radiography

林田 洋寿; 安田 良; 本田 充紀   ; 野島 健大; 飯倉 寛  ; 酒井 卓郎; 松林 政仁  ; 塩澤 方浩*; 新田 高弘*; 礒貝 勇児*

Hayashida, Hirotoshi; Yasuda, Ryo; Honda, Mitsunori; Nojima, Takehiro; Iikura, Hiroshi; Sakai, Takuro; Matsubayashi, Masahito; Shiozawa, Masahiro*; Nitta, Takahiro*; Isogai, Yuji*

燃料電池開発において、フラッディング時の生成水の挙動を解明することは重要なテーマの一つである。また、実際の燃料電池の発電では、燃料電池内部が加圧条件下で発電されることがあり、加圧下でのフラッディングにおける生成水の挙動解明も重要視されている。これらのニーズに対してわれわれは中性子ラジオグラフィによる燃料電池内部の可視化を試みた。本実験に際して、燃料電池発電に必要なガス供給システムを、JRR-3M 7RポートThermal Neutron Radiography Facilityに導入した。本供給システムでは背圧により200kPa(絶対圧)を上限として加圧発電が可能である。実験では、100kPa及び200kPaの2条件において、フラッディング現象時の生成水の可視化を行った。ガス流量は両条件ともに水素20cc/min.,空気30cc/min.であった。定電流0.3A(電流密度0.15A/cm)の負荷開始後、背圧100kPaでは3分,6分,10分(フラッディング)、200kPaでは3分,7分(フラッディング)の経過時刻においてラジオグラフィ撮影を行った。測定の結果、カソード側流路及び、高分子膜表面に水が生成される様子が観測された。また、両圧力条件下において生成水発生の傾向には特徴的な差異はなく、圧力による影響はみられなかった。

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