水電解、燃料電池セルの構造解析、性能評価、劣化診断

第1部 燃料電池・水電解の電極触媒およびセルの構造観察・解析法

(2024年2月22日 10:30〜12:00)

　水電解・燃料電池の電極触媒およびセルの構造と特性の関係を整理し、見たい構造に合わせた分析方法と観察用試料調製法を具体例を挙げながら説明する。

1. 燃料電池・水電解セルの種類
2. 燃料電池・水電解セルの構造と特性
   1. 固体高分子形燃料電池・水電解セルの構造と特性
   2. 固体酸化物形燃料電池・水蒸気電解セルの構造と特性
3. 燃料電池・水電解の電極触媒およびセルの構造観察・分析法
   1. X線回折、高エネルギーX線を用いた分析法
   2. 走査型電子顕微鏡法
   3. 集束イオンビーム加工観察法
   4. 透過型電子顕微鏡法
   5. その他 (X線光電子分光法など)
4. 燃料電池・水電解の電極触媒およびセルの観察用試料調製法
   1. 粉砕法
   2. 機械研磨
   3. ミクロトーム
   4. イオンミリング
   5. 集束イオンビーム加工法
5. 燃料電池・水電解の電極触媒およびセルのオペランド観察・測定
   1. 固体高分子形燃料電池のその場観察・オペランド測定
   2. 固体酸化物形燃料電池・水蒸気電解セルのその場観察・オペランド測定
• 質疑応答

第2部 水電解、燃料電池セル・スタックの性能・効率評価

(2024年2月22日 13:00〜14:30)

　再生可能エネルギー社会において、「水電解」技術を用いた水素製造技術と「燃料電池」による発電技術が注目されている。本講では燃料電池および水電解セル/スタックの効率、信頼性、耐久性向上に向けた評価試験等について解説する。

1. 水電解および燃料電池の概要
2. PEM燃料電池および水電解の分析装置と評価例
   1. PEM燃料電池
   2. PEM水電解
3. 固体酸化物形燃料電池および水電解の分析装置と評価例
   1. 固体酸化物形燃料電池 (SOFC)
   2. 固体酸化物形水電解セル (SOEC)
• 質疑応答

第3部 電気化学インピーダンス分光法 (EIS) による水電解セルの内部状態診断と劣化診断

(2024年2月22日 14:45〜16:15)

　電気化学インピーダンス分光法は、水電解セルの内部状態を非侵襲に診断するために有効な測定手法ですが、正しい結果の理解のためには電解セルの動作状態についての知識に加えて、電気計測についての知識が必要になり活用が困難な面があります。 　本講座では電気計測機器メーカーの視点から、有効な計測結果を得るためのノウハウや、計測結果の解釈について実例を交えて解説いたします。

1. 水電解セルの動作状態の基礎知識
   1. IVカーブの読み取り方
   2. 活性化分極について
   3. 抵抗分極について
   4. 濃度分極について
2. 水電解装置におけるインピーダンス測定の意義
   1. インピーダンスとは
   2. 電気回路素子のインピーダンス
   3. 水電解セルの等価回路分析
3. 水電解装置におけるインピーダンス測定系構築のノウハウ
   1. 装置選定
   2. 測定系の構築
   3. 測定条件の設定
   4. よくある測定誤差の要因
4. 水電解セルにおけるEIS測定の実際
   1. 図解を交えた実験セットアップ
   2. 触媒塗布量の異なる水電解セルにおけるEIS測定結果の実例
   3. EIS測定結果の解釈の実例
• 質疑応答