Visualization and measurement of dynamic water behavior in polymer electrolyte fuel cell by neutron radiography

植田 忠信*; 竹中 信幸*; 浅野 等*; 谷本 一美*; 持木 幸一*; 川端 祐司*; 松林 政仁

Journal of Power and Energy Systems (Internet), 2(3), p.997 - 1008, 2008/00

https://doi.org/10.1299/jpes.2.997

固体高分子形燃料電池(PEFC)内の水の挙動可視化を中性子ラジオグラフィにより実施した。実時間ビデオイメージと高空間分解能静止画を燃料電池の発電性能測定とともに撮影した。実時間イメージングにより、空気供給ラインで結露した水がセルに入ってくる様子をはっきりと可視化できた。この場合、水がカソード側に流れ込むとセル電圧は低下した。一方、アノード側の結露した水の影響はセル性能において観察されなかった。静止画撮影の結果から、セパレータのリブ下のガス拡散層(GDL)中の水の量及びGDL中を含めたセパレータ流路の水の量を定量的に測定した。水の厚さはセパレータのリブに覆われたGDL部分と流路部分とで別々に評価した。その結果、高酸素使用、例えば低空気流量等、が水の量を増加させ、セル電圧を低下させることが示された。PEFC内の水の量は空気流量に大きく依存しており、セル電圧はその水の量の影響を受けていると言える。