重水素・重水を用いた燃料電池システムの解析

Analysis of PEFC system with deuterated materials

小泉 智; 山口 大輔; Putra, A.

Koizumi, Satoshi; Yamaguchi, Daisuke; Putra, A.

燃料電池について、重水素を用いた発電や、水素と重水素の同位体間での中性子に対する顕著な散乱長の変化を背景として、中性子散乱法で得られる情報について発表を行う。重水素を用いた発電では、従来の燃料電池に比べて5%の発電効率の向上が確認された。これは、重水素-酸素の反応の自由エネルギー変化によって裏付けられており、中性子散乱測定に際しての重水素化物の必要性・有効性から派生した成果である。また、水素-重水、重水素-水を組合せることで、燃料電池内部の水管理を行ううえで必須の情報である、反応生成水と加湿水の識別を中性子小角散乱測定で行った成果についても報告する。

With using a big advantage of neutron, which can well distinguish the difference between deuteron and neutron, the distribution and transfer of water in an operating PEFC system was observed and analyzed by small-angle neutron scattering method. Concerning the operation of PEFC system by deuterium gas the efficiency increased by 5%. This is consistent with the calculation of free energy. The deuterium gas and deuterium oxide was also used for the labeling and distinction between the water generated by reaction and the water came from humidifier.