固体高分子形燃料電池における多孔質電極内水分のミクコ挙動可視化計測と排出促進

摘要

固体高分子形燃料電池（PEFC）は，次世代の自動車用動力源あるいは定置型分散電源として実用化が期待されているが，高性能化に向けて解決すべき課題は多く，その一つにカソード側ガス拡散層（GDL）におけるフラッディング現象がある．そこで本研究では，フラッディング現象の解決を図るため，発電モードのPEFCカソード側GDLにおける凝縮を伴う水分の排出挙動の可視化計測を行い，その挙動特性に関する基礎的な知見を得た．さらに，カソード側GDL内部に滞留した凝縮水の排出を促進させるため，スリットを設けた電極構造を提案し，発電実験によりその効果を検証した．その結果，カソード側GDL内で凝縮した水分の大部分がスリット部へ誘導，排出され，とくに高出力電流密度域において，PEFCのセル電圧および出力密度が改善されることが明らかとなった．