中性子ラジオグラフィによる発電下における燃料電池内部の水分布評価

Evaluation of water distribution in a fuel cell under operation by neutron radiography

安田 良; 塩澤 方浩*; 竹中 信幸*; 浅野 等*; 林田 洋寿; 酒井 卓郎; 本田 充紀   ; 飯倉 寛  ; 野島 健大; 松林 政仁  

Yasuda, Ryo; Shiozawa, Masahiro*; Takenaka, Nobuyuki*; Asano, Hitoshi*; Hayashida, Hirotoshi; Sakai, Takuro; Honda, Mitsunori; Iikura, Hiroshi; Nojima, Takehiro; Matsubayashi, Masahito

中性子ラジオグラフィは、燃料電池内部の水分布可視化に有効な技術である。本研究では、高輝度・高空間分解能中性子イメージング検出器の中性子IIを用いて、小型燃料電池内部を発電開始からフラッディングに起因すると考えられる電圧降下までの過程を連続的に観察した。発電過程において、電池内部のMEA・拡散層部から水が生成し、徐々に流路端部の両側から滞留していく様子を確認した。一方で、発電時の電池電圧は水分の滞留と伴に低下し、流路端部の水滴が結合した直後に急激な電圧降下が生じ発電を停止した。以上の結果から、急激な電圧降下は、水分による流路閉塞が原因と考えられることがわかった。

Neutron radiography is an effective water diagnostic tool for fuel cells. We continuously observed water behavior in a small type fuel cell under operation by high performance neutron radiography system using Neutron image intensifier. Water generated in the cell was initially accumulated in region of MEA and GDL, extending to a channel gradually. We will report and discuss about relationship between voltage drop and the water behavior in presentation.