中性子イメージングによる燃料電池セル内の水分測定

Observation of water distribution in a PEFC cell by neutron imaging

安田 良; 酒井 卓郎; 野島 健大; 飯倉 寛  ; 松林 政仁  ; 日塔 光一*; 小長井 主税*; 塩澤 方浩*; 村川 英樹*; 杉本 勝美*; 浅野 等*; 竹中 信幸*

Yasuda, Ryo; Sakai, Takuro; Nojima, Takehiro; Iikura, Hiroshi; Matsubayashi, Masahito; Nitto, Koichi*; Konagai, Chikara*; Shiozawa, Masahiro*; Murakawa, Hideki*; Sugimoto, Katsumi*; Asano, Hitoshi*; Takenaka, Nobuyuki*

燃料電池は、水素と酸素との化学反応を直接電気エネルギーに変換するシステムで、副生成物が水であることから、次世代のクリーンエネルギー源として期待されている。しかし、生成物である水分挙動が電池性能に影響を及ぼすことから、その水の適切な管理・制御が必要とされ、発電中の水分挙動を把握・理解するための可視化ツールが強く望まれている。これまでわれわれは、電池内部の水分挙動を可視化するために、さまざまな中性子ラジオグラフィシステムを開発してきた。本稿では、近年開発されたボロンタイプの中性子イメージインテンシファイアをベースに構築したイメージングシステム、及びそれを用いて実施した燃料電池内部の水分布評価の結果を中心に報告する。

Polymer electrolyte fuel cells (PEFC) are expected as one of the clean energy sources in next generation. The water management is one of important subjects for enhance of stability and durability of the PEFC. Neutron radiography is one of useful tools to visualize water behavior in operating fuel cells. In order to observe the detailed information about the water distribution in fuel cells, we developed an imaging system using a neutron color image intensifier which is novel neutron image detector with high spatial resolution and high sensitivity. By using the imaging system, the water distribution in a small sized fuel cell during operation was visualized. In this paper we would report results and discussion about correlation between the water behavior and fuel cell performance.