燃料電池の劣化分析と水素中の不純物解析技術

1.水素の品質管理に用いられるガス・不純物分析技術

(2015年7月29日 12:30〜14:30)

燃料電池は水素燃料中の特定の不純物によって被毒し,発電性能が低下することが知られており,水素の厳密な品質管理が求められている.水素の品質管理には様々なガス分析装置が用いられているが,ここではガス分析に広く使用されているガスクロマトグラフィーの基本原理や,水素分析に活用される際の装置構成,最新技術を紹介する.

1. FCV用水素燃料の品質規格
   1. 燃料電池自動車用の水素燃料に定められている国際規格
2. ガス分析に用いられる分析機器
   1. 水素燃料の品質管理のため, どの様な分析機器が推奨されているのか
3. ガスクロマトグラフィーの基礎
   1. ガス分析に広く使用されているGCについて,基礎原理
4. 水素分析に用いられるGCシステム構成例
   1. 水素中の不純物分析専用機として用いられている,GCシステムの紹介
5. 新型検出器による水素分析への応用例
   1. 新型検出器を用いた,より汎用性の高いGCによる水素中不純物分析例
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2.燃料電池構成部材の劣化解析と評価

(2015年7月29日 14:45〜16:15)

燃料電池は多くの部材から構成されているが,その耐久性は単独の材料の劣化のみではなく,互いに複雑に絡み合い,運転条件に大きく依存するなど,劣化挙動は非常に複雑である。本講では,燃料電池における各種部材の評価に必要な分析手法についてその概要を解説し,劣化挙動の解析や劣化メカニズムの解明について様々な観点から述べる。

1. 燃料電池の特徴・構成と使用される材料
2. 電解質膜の構造解析・劣化評価
   1. 電解質膜の構造と役割
   2. 電解質膜の分析・構造解析
   3. 電解質膜の熱劣化
   4. 水クラスターについて
   5. 電解質膜の過酸化水素による劣化
3. 触媒層の構造解析・劣化評価
   1. 触媒の分布・分散状態の評価
   2. 分析電子顕微鏡による触媒単一粒子の評価
   3. 三相界面の観察
   4. アイオノマーの評価
   5. TEMトモグラフィーによる触媒層の三次元観察
4. カーボンの評価
   1. ガス透過率,電気・熱物性等の物性評価
   2. カーボンの腐食について
   3. 様々な炭素材料について
5. 燃料電池の運転による劣化挙動の解析
   1. 運転モードと劣化の関係
   2. MEAの劣化解析
   3. 排出水の分析
   4. 劣化メカニズムの解明に向けて
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