JP2006331733A - 燃料電池の酸素分圧分布等の計測方法とその装置等並びに燃料電池 - Google Patents
燃料電池の酸素分圧分布等の計測方法とその装置等並びに燃料電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006331733A JP2006331733A JP2005151167A JP2005151167A JP2006331733A JP 2006331733 A JP2006331733 A JP 2006331733A JP 2005151167 A JP2005151167 A JP 2005151167A JP 2005151167 A JP2005151167 A JP 2005151167A JP 2006331733 A JP2006331733 A JP 2006331733A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- fuel cell
- measurement target
- partial pressure
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 206
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 206
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 206
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 127
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 115
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 105
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 53
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 15
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 15
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 7
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 21
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 3
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NPRDEIDCAUHOJU-UHFFFAOYSA-N [Pt].N1C(C=C2N=C(C=C3NC(=C4)C=C3)C=C2)=CC=C1C=C1C=CC4=N1 Chemical compound [Pt].N1C(C=C2N=C(C=C3NC(=C4)C=C3)C=C2)=CC=C1C=C1C=CC4=N1 NPRDEIDCAUHOJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- PYJJCSYBSYXGQQ-UHFFFAOYSA-N trichloro(octadecyl)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Si](Cl)(Cl)Cl PYJJCSYBSYXGQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】 測定対象部分が外部から視認可能に構成された燃料電池12に対し、光源14から酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射することにより、測定対象部分を発光させる。そして、撮像手段16により測定対象部分の発光強度の減衰過程を、光の照射パルス周期よりも短い間隔で撮影することで、測定対象部分全体の酸素分圧分布等を、当該部分に塗布された酸素消光性塗料の発光強度の減衰率に基づき把握することが可能となる。しかも、燃料電池12の測定対象部分が、測定対象部分自体に塗布された酸素消光性塗料の発光によって二次元的に視認されるので、測定対象部分の酸素分圧分布を、測定対象部分の面の全体にわたり、直接的に把握することが可能となる。
【選択図】 図1
Description
又、酸素消光性塗料を用いた酸素濃度の測定を行うに際し、正確な測定結果を得るためには、燃料電池内部の温度や湿度等の環境下における経時変化が少なく、かつ、塗布対象物(従来例では、光ファイバーの端部)に安定した塗装膜を形成することが可能な、酸素消光性塗料膜の形成が必要不可欠となっていた。
又、酸素消光性塗料は一般に温度依存性を有していることから、燃料電池を実際に運転状態にある場合には、温度変化が酸素消光性塗料の発光強度に影響を与え、正確な酸素濃度の測定が極めて困難であるといった問題も包含していた。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料電池の酸素分圧分布等を、燃料電池が運転状態にあるか否かを問わず正確に把握し、燃料電池の発電効率と耐久性の向上に寄与することにある。
本発明によれば、測定対象部分に酸素消光性塗料が塗布された燃料電池に対し、酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射し、光の照射パルス周期よりも短い間隔で測定対象部分の発光強度を撮影することで、測定対象部分全体の酸素分圧分布等を、当該部分に塗布された酸素消光性塗料の発光強度の減衰率に基づき把握することが可能となる。しかも、燃料電池の測定対象部分が、測定対象部分自体に塗布された酸素消光性塗料の発光によって二次元的に視認されるので、測定対象部分の酸素分圧分布を、測定対象部分の面の全体にわたり直接的に把握することが可能となる。
本発明によれば、測定対象部分全体(に塗布された酸素消光性塗料)の発光強度を、酸素消光性塗料の温度依存性を考慮して補正することにより、燃料電池が実際に運転状態にあるときの、測定対象部分全体の酸素分圧分布を正確に把握することが可能となる。又、酸素分圧分布に起因する発光強度の減衰率が正確に把握されることで、燃料電池が実際に運転状態にあるときの、測定対象部分全体の温度分布についても、発光強度の減衰率から正確に把握することが可能となる。
本発明によれば、測定対象部分に酸素消光性塗料が塗布されると共に当該部分が外部から視認可能に構成された燃料電池に対し、光照射手段から酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射することにより、測定対象部分を発光させる。そして、撮像手段により測定対象部分の発光強度の減衰過程を、光の照射パルス周期よりも短い間隔で撮影することで、測定対象部分全体の酸素分圧分布等を、当該部分に塗布された酸素消光性塗料の発光強度の減衰率に基づき把握することが可能となる。しかも、燃料電池の測定対象部分が、測定対象部分自体に塗布された酸素消光性塗料の発光によって二次元的に視認されるので、測定対象部分の酸素分圧分布を、測定対象部分の面の全体にわたり直接的に把握することが可能となる。
この構成によれば、補正手段により酸素消光性塗料の温度依存性を考慮して、撮影された画像の発光強度を補正することにより、燃料電池が実際に運転状態にあるときの、測定対象部分全体の酸素分圧分布を正確に把握することが可能となる。又、酸素分圧分布に起因する発光強度の減衰率が正確に把握されることで、燃料電池が実際に運転状態にあるときの、測定対象部分全体の温度分布についても、発光強度の減衰率から正確に把握することが可能となる。
本発明によれば、酸素分圧分布等の測定対象部分から有機物を除去し、さらに、測定対象部分の親水化処理の後、親水化処理された測定対象部分を疎水化処理して、測定対象部分へと酸素消光性塗料を塗布することで、測定対象部分と酸素消光性塗料との接着性を向上させることができる。したがって、燃料電池内部の温度や湿度等の環境下においても、酸素消光性塗料の塗膜に、高い耐久性を与えることが可能となる。
この構成によれば、バインダの酸素透過性機能によって、酸素消光性塗料に含まれる色素に酸素が供給されて、色素はその酸素消光性を確実に発揮するものとなる。又、バインダ自体にも疎水性を持たせることで、燃料電池内部の温度や湿度等の環境下においても、酸素消光性塗料の塗膜に高い耐久性を与えることが可能となる。
本発明によれば、酸素分圧分布等の測定対象部分から有機物を除去し、測定対象部分の親水化処理して後、親水化処理された測定対象部分の疎水化処理して、測定対象部分へと酸素消光性塗料を塗布することで、測定対象部分と酸素消光性塗料との接着性を向上させることができる。したがって、燃料電池内部の温度や湿度等の環境下においても、酸素消光性塗料の塗膜に、高い耐久性を与えることが可能となる。
本発明によれば、光ファイバの先端部近傍における酸素分圧分布等を、単セル単位で把握することができる。したがって、酸素分圧分布が低下した単セルの酸素流量を増大させる。一方、酸素分圧分布が増加した単セルの酸素流量を減少させることで、単セル単位で出力の安定化及び供給酸素量、燃料供給量の最適化を図ることが可能となる。なお、本発明をスタックに用いることとすれば、各単セルの運転状態を最適化することにより、スタック全体の出力の安定化及び供給酸素量の最適化を図ることが可能となる。
この構成によれば、イオン交換に実際に供した酸素量を、各単セルのアノード排気部又はカソード排気部の少なくとも一方の酸素量から、随時把握することができるので、燃料電池の出力の安定化及び供給酸素量の最適化を図ることが可能となる。
本発明によれば、単セル毎の、酸素分圧分布等の測定対象部分の近傍に光ファイバの先端部が設置され、かつ、測定対象部分若しくは光ファイバ先端部の一方に酸素消光性塗料が塗布されていることから、光ファイバを介して、測定対象部分に光照射手段から酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射することにより、塗布された酸素消光性塗料を発光させることができる。そして、計測手段により、塗布された酸素消光性塗料の発光強度減衰過程を、光ファイバを介して光のパルス周期よりも短い間隔で計測し、処理手段によって計測データから単セル毎の酸素分圧分を、単セル単位で把握する。よって、イオン交換に実際に供した酸素量を、各単セルの測定対象部分の酸素量から、随時把握することができる。さらに、制御手段により、把握された単セル毎の酸素量に基づき、単セル毎に燃料ガス又は空気の少なくとも一方を制御する。その結果、単セル単位で出力の安定化及び供給酸素量の最適化を図ることが可能となる。なお、本発明をスタックに適用すれば、各単セルの運転状態を最適化することにより、スタック全体での出力の安定化及び供給酸素量の最適化を図ることが可能となる。
この構成によれば、イオン交換に実際に供した酸素量を、各単セルのアノード排気部又はカソード排気部の少なくとも一方の酸素量から、随時把握することができるので、燃料電池の出力の安定化及び供給酸素量の最適化を図ることが可能となる。
本発明の第1の実施の形態に係る燃料電池の酸素分圧分布等の計測装置10は、図1に示されるように、測定対象部分に酸素消光性塗料が塗布されると共に当該部分が外部から視認可能に構成された燃料電池12と、測定対象部分に、酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射する光照射手段である光源14と、測定対象部分の発光強度(輝度)の減衰過程を、光の照射パルス周期よりも短い間隔で撮影する撮像手段16とを備えている。又、光源14及び撮像手段16を制御し、かつ、燃料電池12の測定対象部分の酸素分圧分布及び温度分布を求める処理手段18を備えている。
そして、セパレータ30、32の一部若しくは全部が、セパレータとしての機械的性質を満足する透明な材料、例えば、石英等で構成されている。したがって、測定対象部分であるアノード側セパレータ30の内側面30a、薄膜電極22の外側面22a、カソード側セパレータ32の内側面32a、薄膜電極24の外側面24aが、外部から視認可能となっている。さらに、アノード側セパレータ30の内側面30aと薄膜電極22の外側面22aの一方、及び、カソード側セパレータ32の内側面32aと薄膜電極24の外側面24aの一方には、酸素消光性塗料が塗布されている。なお、図2において符号34で示す部分は、電気モータ等の負荷を模式的に示したものである。
続いて、親水化処理工程では、例えば、各セパレータ30、32、各薄膜電極22、24にオゾン処理や硝酸/過酸化水素水処理を行うことにより、それらの表面にOH基を一様に分布させる。
さらに、疎水化処理工程では、親水下処理が完了した各セパレータ30、32及び各薄膜電極22、24を、例えば、オクチルトリクロロシラン(octhl−trichlorosilane)やオクタデシルトリクロロシラン(octadecyl−trichlorosilane)のクロロホルム溶液等に浸漬することにより、それらの表面のOH基に、疎水基を結合させる。
なお、ここで用いられる酸素消光性塗料は、例えば、バインダにポリスチレン等の酸素透過性のある高分子材料を用いる。ポリスチレンバインダは、比較的酸素透過性が小さく、大気圧以上の圧力でも膜内酸素濃度は飽和しないものであるが、図4に示すように、大気圧前後の圧力での酸素透過性が最も良好であり、圧力が増大するに従い、酸素透過率μは低化する。従って、固体高分子型の燃料電池12の運転環境において、優れた酸素透過性を示すものである。又、ポリスチレンバインダは、それ自体、疎水性を有している。一方、バインダに混入される色素には、白金ポルフィリンやルテニウム等、紫外から青色の励起光に反応して発光し、なおかつ酸素消光性を有する材料が用いられる。このように、酸素消光性塗料が以上の物質によって構成されることで、燃料電池の運転環境下における温度、湿度等様々な要因から、一般に輝度の低下を来す消光性塗料の劣化を、可能な限り防ぐことが可能となる。
なお、図示の例では、撮像手段16の撮影間隔は、光源14の発光の間に、一定間隔で三回行われているが、この撮影回数および撮影間隔は、光源14の発光間隔や、撮影によって得られる画像データの量とデータの解析精度との兼ね合いから、最適なものが選択される。
以上により、燃料電池12の試験時のみならず、実際の運転時においても、測定対象部分の酸素分圧分布と、温度分布とを計測することができる。
まず、燃料電池の酸素分圧分布等の測定装置10を用いて、燃料電池の酸素分圧分布及び温度分布を測定する際に、測定対象部分であるアノード側セパレータ30の内側面30a又は薄膜電極22の外側面22aの一方、および、カソード側セパレータ32の内側面32a又は薄膜電極24の外側面24aの一方に酸素消光性塗料が塗布されると共に、当該部分が外部から視認可能に構成された燃料電池12に対し、光源14から酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射(図3(a))することにより、測定対象部分を発光させる。そして、撮像手段16により測定対象部分の発光強度の減衰過程を、光の照射パルス周期よりも短い間隔で撮影することで(図3(c))、測定対象部分全体の酸素分圧分布等を、当該部分に塗布された酸素消光性塗料の発光強度の減衰率(図3(b))に基づき把握することが可能となる。しかも、燃料電池12の測定対象部分が、測定対象部分自体に塗布された酸素消光性塗料の発光によって二次元的に視認されるので、測定対象部分の酸素分圧分布を、測定対象部分の面の全体にわたり、直接的に把握することが可能となる。
さらに酸素消光性塗料は、バインダに酸素透過性及び疎水性を有する高分子材料が用いられ、色素に酸素消光性を有する色素が用いられていることから、バインダの酸素透過性機能によって、酸素消光性塗料に含まれる色素に酸素が供給されて、色素はその酸素消光性機能を確実に発揮するものとなる。又、バインダ自体にも疎水性を持たせることで、燃料電池内部の温度や湿度等の環境下においても、酸素消光性塗料の塗膜に高い耐久性を与えることが可能となる。
本発明の第2の実施の形態は、燃料電池の制御装置35を構成したものであり、単セル型の燃料電池が複数積層されたスタック型の燃料電池を制御することが可能となっている。具体的には、スタック36を構成する各単セル38、40、42,44、46の排気部38a、40a、42a、44a、46aに、光源14が発する励起波長のパルス光LAと、酸素消光性塗料の発光波長の光LBの何れも透過する光ファイバ48の先端部が配置されている。そして、光ファイバ48の各先端部48aには、酸素消光性塗料が塗布されている。ここで、各単セルの排気部38a、40a、42a、44a、46aには、アノード側の排気部とカソード側の排気部の双方が含まれ、アノード側の排気部とカソード側の排気部の何れにも、各々光ファイバ48の各先端部48aが配置されることが望ましい。
そして、処理制御手段54において、各単セルの排気部38a、40a、42a、44a、46aの酸素分圧を求めるものである。さらに、処理制御手段54から、各単セル38、40、42、44、46の、燃料及び空気の入口部38b、40b、42a、44b、46bに、空気(又は燃料ガス)の流量制御手段56(バルブ等)を設けたものである。なお、アレイセンサ52及び処理制御手段54によって、光ファイバ48の各先端部48aに塗布された酸素消光性塗料の発光強度減衰過程を、光のパルス周期よりも短い間隔で計測する計測手段と、計測データから単セルの酸素分圧分を把握する処理手段とを構成している。
燃料及び空気の入口部38b、40b、42a、44b、46bに設けた空気(又は燃料ガス)の流量制御手段56は、処理制御手段54によって、各々独立して空気(又は燃料ガス)の制御が自在となっている。
又、光ファイバ48の先端部48aに酸素消光性塗料を塗布する際にも、その塗布工程は、第1の実施の形態と同様に光ファイバ先端部48aの有機物除去工程と、光ファイバ先端部48aの親水化処理工程と、親水化処理された光ファイバ先端部48aの疎水化処理工程と、光ファイバ先端部48aへの酸素消光性塗料の塗布工程からなるものである。この塗布工程により、第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることが可能となる。
又、酸素消光性塗料のバインダには、ポリスチレン等の酸素透過性のある高分子材料が用いられ、色素には、白金ポルフィリンやルテニウム等の紫外から青色の励起光に反応して発光する、酸素消光性を有する材料が用いられることによって、第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることが可能となる。
さらには、本発明の第2の実施の形態における、カソード排気部の酸素分圧に基づく酸素流量の制御手法を、スタックを構成しない単セルにも適用することが可能である。
Claims (12)
- 測定対象部分に酸素消光性塗料が塗布された燃料電池に対し、酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射し、測定対象部分の発光強度の減衰過程を、光の照射パルス周期よりも短い間隔で撮影することを特徴とする燃料電池の酸素分圧分布等の計測方法。
- 酸素消光性塗料の温度依存性を考慮して、撮影された画像の発光強度を補正することにより、測定対象部分の酸素分圧分布又は温度分布を求めることを特徴とする請求項1記載の燃料電池の酸素分圧分布等の計測方法。
- 測定対象部分に酸素消光性塗料が塗布されると共に当該部分が外部から視認可能に構成された燃料電池と、測定対象部分に酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射する光照射手段と、測定対象部分の発光強度の減衰過程を、光の照射パルス周期よりも短い間隔で撮影する撮像手段とを備えることを特徴とする燃料電池の酸素分圧分布等の計測装置。
- 酸素消光性塗料の温度依存性を考慮して、撮影された画像の発光強度を補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項3記載の燃料電池の酸素分圧分布等の計測装置。
- 測定対象部分に酸素消光性塗料が塗布された燃料電池に対し、酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射し、測定対象部分の発光強度の減衰過程を、光の照射パルス周期よりも短い間隔で撮影するための燃料電池の製造方法であって、
酸素分圧分布等の測定対象部分の有機物除去工程と、測定対象部分の親水化処理工程と、親水化処理された測定対象部分の疎水化処理工程と、測定対象部分への酸素消光性塗料の塗布工程とを含むことを特徴とする燃料電池の製造方法。 - 前記酸素消光性塗料は、バインダに酸素透過性及び疎水性を有する高分子材料を用い、色素に酸素消光性を有する色素を用いることを特徴とする請求項5記載の燃料電池の製造方法。
- 測定対象部分に酸素消光性塗料が塗布されると共に当該部分が外部から視認可能に構成された燃料電池と、測定対象部分に酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射する光照射手段と、測定対象部分の発光強度の減衰過程を、光の照射パルス周期よりも短い間隔で撮影する撮像手段とを備える燃料電池の酸素分圧分布等の計測装置に用いられる燃料電池であって、
有機物の除去工程を経た後に親水化処理が施され、更に疎水化処理が施された酸素分圧分布等の測定対象部分に、酸素消光性塗料が塗布されていることを特徴とする燃料電池。 - 前記酸素消光性塗料は、バインダに酸素透過性及び疎水性を有する高分子材料が用いられ、色素に酸素消光性を有する色素が用いられていることを特徴とする請求項7記載の燃料電池。
- 単セルの、酸素分圧分布等の測定対象部分の近傍に光ファイバの先端部を設置し、測定対象部分若しくは光ファイバ先端部の一方に酸素消光性塗料を塗布し、光ファイバを介して、測定対象部分に酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射し、塗布された酸素消光性塗料の発光強度減衰過程を、光ファイバを介して光のパルス周期よりも短い間隔で計測して単セル毎の酸素分圧分を把握し、その酸素分圧分布に基づき単セル単位で燃料ガス又は空気の少なくとも一方の流量を制御することを特徴とする燃料電池の制御方法。
- 前記光ファイバ先端部を、各単セルのアノード排気部又はカソード排気部の少なくとも一方に設置することを特徴とする請求項9記載の燃料電池の制御方法。
- 単セルの、酸素分圧分布等の測定対象部分の近傍に先端部が設置された光ファイバと、測定対象部分若しくは光ファイバ先端部の一方に塗布された酸素消光性塗料と、光ファイバを介して、測定対象部分に酸素消光性塗料の励起波長の光をパルス照射する光照射手段と、塗布された酸素消光性塗料の発光強度減衰過程を、光ファイバを介して光のパルス周期よりも短い間隔で計測する計測手段と、計測データから単セルの酸素分圧分を把握する処理手段と、把握された単セルの酸素分圧分布に基づき単セル単位で燃料ガス又は空気の少なくとも一方の流量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする燃料電池の制御装置。
- 前記光ファイバ先端部は、各単セルのアノード排気部又はカソード排気部の少なくとも一方に設置されていることを特徴とする請求項11記載の燃料電池の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005151167A JP4762603B2 (ja) | 2005-05-24 | 2005-05-24 | 固体高分子型燃料電池の酸素分圧分布等の計測方法とその装置、並びに固体高分子型燃料電池の制御方法と制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005151167A JP4762603B2 (ja) | 2005-05-24 | 2005-05-24 | 固体高分子型燃料電池の酸素分圧分布等の計測方法とその装置、並びに固体高分子型燃料電池の制御方法と制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006331733A true JP2006331733A (ja) | 2006-12-07 |
JP4762603B2 JP4762603B2 (ja) | 2011-08-31 |
Family
ID=37553220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005151167A Expired - Fee Related JP4762603B2 (ja) | 2005-05-24 | 2005-05-24 | 固体高分子型燃料電池の酸素分圧分布等の計測方法とその装置、並びに固体高分子型燃料電池の制御方法と制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4762603B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011065977A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-31 | Univ Of Yamanashi | 燃料電池セルおよび燃料電池反応計測装置 |
JP2012247393A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Shimadzu Corp | 酸素濃度計測装置 |
JP2013217737A (ja) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池内部用酸素濃度測定装置 |
JP2013238456A (ja) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Shimadzu Corp | 酸素濃度計測装置 |
JP5429306B2 (ja) * | 2009-12-16 | 2014-02-26 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の制御 |
JP2014159964A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Shimadzu Corp | 酸素濃度計測装置及びそれに用いられるプログラム |
JP2015141852A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 株式会社島津製作所 | 燃料電池セル及びそれを使用した酸素濃度計測装置 |
JP2016090312A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 株式会社島津製作所 | 酸素濃度計測シール及びそれが用いられた燃料電池セル |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0712661A (ja) * | 1990-08-20 | 1995-01-17 | Univ Washington | 表面上の酸素含有気体の圧力を測定する方法、表面上の酸素含有気体を可視化する方法および感圧組成 |
WO2004070339A1 (en) * | 2003-02-04 | 2004-08-19 | Bae Systems Plc | Method of calibrating a pressure sensitive paint |
JP2005090999A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Toyota Motor Corp | 試料濃度検出方法、装置およびプログラム |
-
2005
- 2005-05-24 JP JP2005151167A patent/JP4762603B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0712661A (ja) * | 1990-08-20 | 1995-01-17 | Univ Washington | 表面上の酸素含有気体の圧力を測定する方法、表面上の酸素含有気体を可視化する方法および感圧組成 |
WO2004070339A1 (en) * | 2003-02-04 | 2004-08-19 | Bae Systems Plc | Method of calibrating a pressure sensitive paint |
JP2005090999A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Toyota Motor Corp | 試料濃度検出方法、装置およびプログラム |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011065977A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-31 | Univ Of Yamanashi | 燃料電池セルおよび燃料電池反応計測装置 |
JP5429306B2 (ja) * | 2009-12-16 | 2014-02-26 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の制御 |
US9065099B2 (en) | 2009-12-16 | 2015-06-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Controlling fuel cell |
JP2012247393A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Shimadzu Corp | 酸素濃度計測装置 |
JP2013217737A (ja) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池内部用酸素濃度測定装置 |
JP2013238456A (ja) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Shimadzu Corp | 酸素濃度計測装置 |
JP2014159964A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Shimadzu Corp | 酸素濃度計測装置及びそれに用いられるプログラム |
JP2015141852A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 株式会社島津製作所 | 燃料電池セル及びそれを使用した酸素濃度計測装置 |
JP2016090312A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 株式会社島津製作所 | 酸素濃度計測シール及びそれが用いられた燃料電池セル |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4762603B2 (ja) | 2011-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4762603B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池の酸素分圧分布等の計測方法とその装置、並びに固体高分子型燃料電池の制御方法と制御装置 | |
EP1733220B1 (en) | Photoionization detector | |
JP2011083214A (ja) | 微生物検出装置および検出方法 | |
CN1769933A (zh) | 光波导和采用该光波导的荧光传感器 | |
CN104458678A (zh) | 用于光化学或电流型传感器的测量膜 | |
JP6373858B2 (ja) | 向上された非線形結晶性能のための共振キャビティ調整法 | |
CN109313136A (zh) | 固态检验设备及使用方法 | |
JP2006322889A (ja) | タンパク質固定膜および固定化方法、ならびにバイオセンサ | |
CN113841043A (zh) | 水质分析系统、传感器模块、校正用设备以及水质分析系统的校正方法 | |
US6740225B2 (en) | Method for determining the amount of chlorine and bromine in water | |
JP2009539064A5 (ja) | ||
JP2005195354A (ja) | 酸素濃度測定装置および方法 | |
JP5573776B2 (ja) | 酸素濃度計測装置 | |
CN106092854B (zh) | 一种封装材料的水汽透过率测试设备及方法 | |
JP2012058105A (ja) | 光学式分析計 | |
US8944873B2 (en) | Method of manufacturing organic light emitting diode arrays and system for eliminating defects in organic light emitting diode arrays | |
JP2005038694A (ja) | 高分子電解質型燃料電池用meaの検査方法 | |
JP2003004635A (ja) | 蛍光式酸素濃度計 | |
JP2016223941A (ja) | ガス拡散性評価装置 | |
JP2001208675A (ja) | 促進暴露試験方法および促進暴露試験装置 | |
JP2009300203A (ja) | 硫黄の分析方法および分析装置 | |
JP6167552B2 (ja) | 酸素濃度計測装置及びそれに用いられるプログラム | |
JP5888104B2 (ja) | 酸素濃度計測装置 | |
JP6225728B2 (ja) | 燃料電池セル及びそれを使用した酸素濃度計測装置 | |
JP2006250878A (ja) | 光学測定方法及び光学測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070907 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110131 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110309 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110502 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110601 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110608 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140617 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4762603 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140617 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |