JP2010286427A - Sulfur and total sulfur measuring method, measuring system, and solid polymer electrolyte fuel cell (pefc) - Google Patents

Sulfur and total sulfur measuring method, measuring system, and solid polymer electrolyte fuel cell (pefc) Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sulfur and total sulfur measuring method etc., avoiding measurement sensitivity problems caused by absorption by air in measurements by a total sulfur ICP method on water for humidifiers supplied to a polymer electrolyte membrane of a solid Polymer Electrolyte Fuel Cell (PEFC). <P>SOLUTION: A sulfur component in an extract 31 extracted from water for humidifiers is measured by a Inductively-Coupled Plasma (ICP) emission analysis method using a spectroscopic/photometric part 22 in which the inside is substituted with an inert gas to evaluate water quality components. A sulfur quantitative analysis line (S=180.734 nm) has an emission line wavelength of 185 nm or below. Since absorption by oxygen in the air at measurement happens on the short wavelength side of an emission line 38 of 200 nm or below, it is applied to substitute the inside of the spectroscopic/photometric part 22 with nitrogen gas, the inert gas, to expel oxygen. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体高分子電解質形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell : PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む加湿器用水の水質成分評価を行う硫黄および全硫黄の測定方法等に関する。   The present invention relates to a humidifier comprising a sulfur-based ionic species of an inorganic compound and sulfur of an organic compound component, which is supplied from a humidifier to a polymer electrolyte membrane of a polymer electrolyte fuel cell (PEFC). The present invention relates to a sulfur and total sulfur measurement method for evaluating water quality components of irrigation water.

一般に、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物の硫黄由来のイオン性成分とを含む「燃料電池の中空糸加湿器モジュール水(以下、「加湿器用水」と言う。)の溶出成分」の定量分析は、全硫黄化合物の水質性状により材料に対して腐食の問題があるため、分析調査を検討する必要がある。他にも、大気環境の硫黄系ガスの問題、ガスセンサに関する硫黄汚染の調査、水処理水の硫黄系イオン成分の水質分析調査等の分析ニーズが増えているため、硫黄の測定方法の検討が盛んに行なわれている。これらの水質分析調査等では、硫黄および全硫黄分析と有機成分分析とを行い、さらにpH、電導率、陰イオン、陽イオン成分および重金属成分の分析方法で評価を行っている。   Generally, quantification of “elution components of fuel cell hollow fiber humidifier module water (hereinafter referred to as“ humidifier water ”) containing sulfur-based ionic species of inorganic compounds and ionic components derived from sulfur of organic compounds. The analysis has a problem of corrosion to the material due to the water quality of all sulfur compounds, so it is necessary to consider the analysis investigation. In addition, there is an increasing need for analysis of sulfur-based gas problems in the air environment, investigation of sulfur contamination related to gas sensors, and analysis of water quality of sulfur-based ionic components of treated water. Has been done. In these water quality analysis surveys, etc., sulfur and total sulfur analysis and organic component analysis are performed, and further, evaluation is performed by analysis methods of pH, conductivity, anion, cation component and heavy metal component.

硫黄の定量方法では、プラズマ発光分析法(誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma : ICP法))によるS=180.734nmが迅速で精度の良い方法である。しかし、発光線波長は真空紫外領域で空気による吸収があるため、感度の問題がある。このため、測定条件の検討を行なことが必要であるが、一般には行われていない。従って、分析方法を確立できれば迅速に精度良く全硫黄の分析評価ができると考えられる。   In the method for quantitative determination of sulfur, S = 180.734 nm by plasma emission analysis (inductively coupled plasma (ICP method)) is a rapid and accurate method. However, since the emission wavelength is absorbed by air in the vacuum ultraviolet region, there is a problem of sensitivity. For this reason, it is necessary to examine the measurement conditions, but this is not generally done. Therefore, if an analysis method can be established, it is considered that analysis and evaluation of total sulfur can be performed quickly and accurately.

固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜には、フッ素樹脂系のイオン交換膜が使われている。この高分子電解質膜は湿潤状態でのみ高いHイオン導電性を示すため、高分子電解質膜へ水分供給を行うための加湿器用水が必要である。このため、高性能な固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)を実現するためには高分子電解質膜へ供給される加湿器用水の適正な管理手法の確立が重要な課題である。つまり、加湿器用水の水質成分評価は、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の性能に影響を与えるような溶出物の有無を評価することが重要であり、pH、電導率、陰イオン、陽イオン成分および重金属成分の他に特に、硫黄および全硫黄の定量方法が必要である。 Fluororesin ion exchange membranes are used for polymer electrolyte membranes of polymer electrolyte fuel cells (PEFC). Since this polymer electrolyte membrane exhibits high H + ion conductivity only in a wet state, a humidifier water for supplying water to the polymer electrolyte membrane is necessary. For this reason, in order to realize a high-performance solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC), it is important to establish an appropriate management method for humidifier water supplied to the polymer electrolyte membrane. In other words, it is important to evaluate the quality of water components in humidifier water by evaluating the presence or absence of eluents that affect the performance of the polymer electrolyte fuel cell (PEFC), and the pH, conductivity, anion, In addition to the cationic and heavy metal components, there is a particular need for a method for the determination of sulfur and total sulfur.

硫黄のICP法による真空紫外領域における測定では、166nm〜847nmの全発光スペクトルを測定で得ることができるとされている(非特許文献1参照)。しかし、上述したように測定上の空気による吸収があるため、感度の問題がある。従って、非特許文献1記載の内容は、そのまま固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の加湿器用水の水質成分評価には適用することができないという問題があった。さらに、非特許文献1には測定方法の詳細まで述べられてはいない。   In the measurement of sulfur in the vacuum ultraviolet region by the ICP method, it is said that a total emission spectrum of 166 nm to 847 nm can be obtained by measurement (see Non-Patent Document 1). However, as described above, there is a problem of sensitivity due to absorption by air in measurement. Therefore, there is a problem that the contents described in Non-Patent Document 1 cannot be directly applied to the evaluation of the water quality component of the humidifier water of the polymer electrolyte fuel cell (PEFC). Further, Non-Patent Document 1 does not describe details of the measurement method.

全硫黄の濃度を測定する方法として、一般に(1)フラスコ燃焼−滴定法、(2)フラスコ燃焼−イオンクロマトグラフ法、(3)微量電流滴定法による測定方法等が適用されている(非特許文献2参照)。しかし、これらの測定方法は固形物または粉末を対象とするため、溶液化し、多量の試料を処理する必要がある。このため、数ppmレベルの微量の測定は困難であり、その上、分解および測定の所要時間が長いため、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の加湿器用水の水質成分評価にはそのまま適用できないという問題があった。   As a method for measuring the concentration of total sulfur, (1) flask combustion-titration method, (2) flask combustion-ion chromatograph method, (3) measurement method by microcurrent titration method, etc. are generally applied (non-patent) Reference 2). However, since these measurement methods are intended for solids or powders, it is necessary to make a solution and process a large amount of sample. For this reason, it is difficult to measure a trace amount of several ppm level, and in addition, since the time required for decomposition and measurement is long, it can be applied as it is to the evaluation of the water quality components of water for humidifiers of polymer electrolyte fuel cells (PEFC). There was a problem that I could not.

流路の切換操作によって、全硫黄、硫酸ミストおよびSOガス成分を精度よく迅速に測定できる硫黄成分測定装置を提供することを目的とする方法がある(特許文献1参照)。特許文献1では、サンプルラインとリファレンスラインとに設けた流路切換手段を操作することによって、単一の分析計による差量演算により、全硫黄、硫酸ミストおよびSOガス成分を、それぞれ、適宜、迅速に求めることができるように構成している。しかし、特許文献1記載の技術は、ガス成分を対象にして無機系成分をトラップしたものであるため、抽出液とされた加湿器用水を対象とするものではない。つまり特許文献1記載の技術は、無機化合物のイオン種と有機化合物の硫黄由来のイオン性成分とを含み、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ水分供給用に供給される加湿器用水を対象とするものではなく、水質成分の測定評価に関するものではない。従って、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の加湿器用水の水質成分評価にはそのまま適用することはできないという問題があった。 There is a method that aims to provide a sulfur component measuring device that can quickly and accurately measure total sulfur, sulfuric acid mist, and SO 2 gas components by switching the flow path (see Patent Document 1). In Patent Document 1, by operating the flow path switching means provided in the sample line and the reference line, the total sulfur, sulfuric acid mist, and SO 2 gas components are respectively appropriately calculated by the difference calculation by a single analyzer. It is structured so that it can be obtained quickly. However, since the technique described in Patent Document 1 traps an inorganic component targeting a gas component, it does not target a humidifier water that is an extract. That is, the technique described in Patent Document 1 includes an ionic species of an inorganic compound and an ionic component derived from sulfur of an organic compound, and is supplied to supply a water to a polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC). It is not intended for humidifier water and does not relate to measurement and evaluation of water quality components. Therefore, there is a problem that it cannot be applied as it is to the evaluation of the water component of the humidifier water of the polymer electrolyte fuel cell (PEFC).

固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の排出水中の高分子電解質膜材料由来の成分を見出すイオン定量分析方法がある(特許文献2参照)。しかし、特許文献2記載の技術は固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の加湿器用水の水質成分評価に関するものではない。   There is an ion quantitative analysis method for finding a component derived from a polymer electrolyte membrane material in discharged water of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) (see Patent Document 2). However, the technique described in Patent Document 2 is not related to the evaluation of the water quality component of the water for the humidifier of the polymer electrolyte fuel cell (PEFC).

上述したように、非特許文献1記載の技術では測定上の空気による吸収があるため、感度の問題がある。従って、非特許文献1記載の内容は、そのまま固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の加湿器用水の水質成分評価には適用することができないという問題があった。   As described above, the technique described in Non-Patent Document 1 has a problem of sensitivity because it is absorbed by measurement air. Therefore, there is a problem that the contents described in Non-Patent Document 1 cannot be directly applied to the evaluation of the water quality component of the humidifier water of the polymer electrolyte fuel cell (PEFC).

上述したように、非特許文献2記載の測定方法は固形物または粉末を対象とするため、溶液化し、多量の試料を処理する必要がある。このため、数ppmレベルの微量の測定は困難であり、その上、分解および測定の所要時間が長いため、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の加湿器用水の水質成分評価にはそのまま適用できないという問題があった。   As described above, since the measurement method described in Non-Patent Document 2 targets a solid or a powder, it is necessary to make a solution and process a large amount of sample. For this reason, it is difficult to measure a trace amount of several ppm level, and in addition, since the time required for decomposition and measurement is long, it is applied as it is to the evaluation of the water quality component of the water for the humidifier of the polymer electrolyte fuel cell (PEFC). There was a problem that I could not.

上述したように、特許文献1記載の技術は、ガス成分を対象にして無機系成分をトラップしたものであるため、無機化合物のイオン種と有機化合物の硫黄由来のイオン性成分とを含み、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ水分供給用に供給される加湿器用水を対象とするものではなく、水質成分の測定評価に関するものではない。従って、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の加湿器用水の水質成分評価にはそのまま適用することはできないという問題があった。   As described above, since the technique described in Patent Document 1 traps an inorganic component targeting a gas component, it includes an ionic species of an inorganic compound and an ionic component derived from sulfur of an organic compound, and is solid. It is not intended for humidifier water supplied for supplying water to a polymer electrolyte membrane of a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), and does not relate to measurement and evaluation of water quality components. Therefore, there is a problem that it cannot be applied as it is to the evaluation of the water component of the humidifier water of the polymer electrolyte fuel cell (PEFC).

上述したように、特許文献2記載の技術は、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の排出水中の高分子電解質膜材料由来の成分を見出すイオン定量分析方法であるため、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の加湿器用水の水質成分評価にそのまま適用することはできないという問題があった。   As described above, since the technique described in Patent Document 2 is an ion quantitative analysis method for finding a component derived from a polymer electrolyte membrane material in the discharged water of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC), the solid polymer electrolyte type There has been a problem that it cannot be applied as it is to the evaluation of the water quality of humidifier water for fuel cells (PEFC).

そこで、本発明の第1の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、高性能な固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)を実現するため、高分子電解質膜へ供給される加湿器用水の適正な管理手法を確立することにある。詳しくは、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の性能に影響を与えるような溶出物の有無を評価し、pH、電導率、陰イオン、陽イオン成分および重金属成分の他に特に、硫黄および全硫黄の測定方法を確立することにある。   Accordingly, a first object of the present invention has been made to solve the above problems, and is supplied to a polymer electrolyte membrane in order to realize a high-performance solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC). The purpose is to establish an appropriate management method for humidifier water. Specifically, the presence or absence of eluents that affect the performance of the polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is evaluated. In addition to pH, conductivity, anion, cation component and heavy metal component, sulfur and The purpose is to establish a method for measuring total sulfur.

本発明の第2の目的は、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ供給される加湿器用水に対する全硫黄のICP法による測定において、測定上の空気による吸収を起因とする感度の問題を避けることができる硫黄および全硫黄の測定方法等を提供することにある。   The second object of the present invention is due to the absorption by air in the measurement in the ICP method of total sulfur for humidifier water supplied to the polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC). It is an object of the present invention to provide a method for measuring sulfur and total sulfur that can avoid the problem of sensitivity.

本発明の第3の目的は、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ供給される加湿器用水に対するイオンクロマトグラフィー法による測定において、無機化合物の硫黄由来のイオン種を精度よく且つ短時間で測定することができる硫黄および全硫黄の測定方法等を提供することにある。   The third object of the present invention is to accurately determine sulfur-derived ionic species of inorganic compounds in the ion chromatography method for humidifier water supplied to a polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC). An object of the present invention is to provide a method for measuring sulfur and total sulfur which can be measured well and in a short time.

本発明の第4の目的は、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ供給される加湿器用水に対するガスクロマトグラフィー・質量分析法による測定において、硫黄由来の有機化合物質をガスクロマトグラフィー・質量分析法で測定することができる硫黄および全硫黄の測定方法等を提供することにある。   The fourth object of the present invention is to measure organic compounds derived from sulfur in gas chromatography / mass spectrometry for humidifier water supplied to a polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC). An object of the present invention is to provide a method for measuring sulfur and total sulfur that can be measured by gas chromatography / mass spectrometry.

この発明の硫黄及び全硫黄の測定方法は、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄及び全硫黄の測定方法であって、該加湿器で用いられている構造材料は有機膜からなり、加湿器用水から抽出した抽出液中の硫黄成分を、内部が不活性ガスで置換された分光器を用いた誘導結合プラズマ(ICP)発光分析法で測定し、水質成分評価をすることを特徴とする。   The method for measuring sulfur and total sulfur according to the present invention is supplied from a humidifier to a polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing a sulfur type ionic species of an inorganic compound and sulfur of an organic compound component. A method for measuring sulfur and total sulfur in water quality component measurement of humidifier water, wherein the structural material used in the humidifier consists of an organic film, and the sulfur component in the extract extracted from the humidifier water, A water quality component is evaluated by measuring by inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry using a spectrometer in which the inside is replaced with an inert gas.

この発明の硫黄及び全硫黄の測定方法は、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄及び全硫黄の測定方法であって、該加湿器で用いられている構造材料は有機膜からなり、加湿器用水中の前記構造材料に含まれる無機化合物は水溶性イオン成分を純水で抽出し、硫黄由来のイオン種をイオンクロマトグラフィー法で同時に分析測定し、水質成分評価をすることを特徴とする。   The method for measuring sulfur and total sulfur according to the present invention is supplied from a humidifier to a polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing a sulfur type ionic species of an inorganic compound and sulfur of an organic compound component. A method for measuring sulfur and total sulfur in measuring water quality components of humidifier water, wherein the structural material used in the humidifier is an organic film, and the inorganic compound contained in the structural material in the humidifier water is water-soluble. It is characterized by extracting a water-soluble ion component with pure water and simultaneously analyzing and measuring sulfur-derived ion species by an ion chromatography method to evaluate a water quality component.

この発明の硫黄及び全硫黄の測定方法は、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄及び全硫黄の測定方法であって、該加湿器で用いられている構造材料は有機膜からなり、加湿器用水中の有機化合物成分を固相マイクロ抽出法で抽出し、硫黄由来の有機化合物質をガスクロマトグラフィー・質量分析法で測定し、水質成分評価をすることを特徴とする。   The method for measuring sulfur and total sulfur according to the present invention is supplied from a humidifier to a polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing a sulfur type ionic species of an inorganic compound and sulfur of an organic compound component. This is a method for measuring sulfur and total sulfur in the measurement of water quality components in humidifier water, wherein the structural material used in the humidifier consists of an organic film, and the organic compound components in the humidifier water are analyzed by solid-phase microextraction. It is characterized by extracting, measuring organic compounds derived from sulfur by gas chromatography / mass spectrometry, and evaluating water quality components.

この発明の硫黄及び全硫黄の測定方法は、本発明の硫黄及び全硫黄の測定方法における各水質成分評価を共に行い、これらの結果に基づき全硫黄を分析して水質成分評価をすることを特徴とする。   The method for measuring sulfur and total sulfur according to the present invention is characterized by performing each water quality component evaluation in the method for measuring sulfur and total sulfur according to the present invention, and analyzing the total sulfur based on these results to evaluate the water quality component. And

この発明の測定システムは、本発明の硫黄及び全硫黄の測定方法における各水質成分評価の測定方法の対象となる加湿器、該測定方法に使用する試料採取ポート及び凝集水タンクを備えたことを特徴とする。   The measurement system of the present invention includes a humidifier that is a target of the measurement method of each water quality component evaluation in the sulfur and total sulfur measurement method of the present invention, a sampling port used for the measurement method, and a condensed water tank. Features.

この発明の固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)は、本発明の硫黄及び全硫黄の測定方法における各水質成分評価の測定方法により管理された水質の加湿器用水を用いたことを特徴とする。   A solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) according to the present invention is characterized by using water for a humidifier controlled by a measuring method of each water quality component evaluation in the measuring method of sulfur and total sulfur of the present invention. .

本発明の硫黄および全硫黄の測定方法等によれば、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄および全硫黄の測定方法において、加湿器で用いられている構造材料は有機膜であり、加湿器用水から抽出した抽出液中の硫黄成分を、内部が不活性ガスで置換された分光・測光部を用いた誘導結合プラズマ(ICP)発光分析法で測定し、水質成分評価を行う。この結果、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ供給される加湿器用水に対する全硫黄のICP法による測定において、測定上の空気による吸収を起因とする感度の問題を避けることができる硫黄および全硫黄の測定方法等を提供することができる。即ち、ICP法による無機系と有機系とからなる「全硫黄化合物の分析」を定量下限1ppm以下(定量下限=50ppb)で行うことができる微量定量法を確立することができたという効果がある。   According to the method for measuring sulfur and total sulfur of the present invention, a humidifier is applied to a polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing sulfur-based ionic species of an inorganic compound and sulfur of an organic compound component. In the method of measuring sulfur and total sulfur in the measurement of water quality components of water for humidifiers supplied from the structural material used in the humidifier is an organic membrane, the sulfur component in the extract extracted from the water for humidifiers, The water quality component is evaluated by measuring by inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry using a spectroscopic / photometric part in which the inside is replaced with an inert gas. As a result, in the measurement by the ICP method of total sulfur for the humidifier water supplied to the polymer electrolyte membrane of the solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC), the sensitivity problem due to the absorption by the air in the measurement is avoided. And a method for measuring sulfur and total sulfur can be provided. That is, there is an effect that it was possible to establish a microquantitative method capable of performing “analysis of total sulfur compounds” composed of inorganic and organic systems by ICP method at a lower limit of quantification of 1 ppm or less (lower limit of quantification = 50 ppb). .

本発明の硫黄および全硫黄の測定方法等によれば、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄および全硫黄の測定方法において、加湿器で用いられている構造材料は有機膜であり、加湿器用水中の前記構造材料に含まれる無機化合物は水溶性イオン成分を純水で抽出し、硫黄由来のイオン種をイオンクロマトグラフィー法で同時に分析測定し、水質成分評価をする。これは硫黄成分の定量分析を行うことであり、イオン種を分離し定量分析するためのものであり、硫黄由来の多価成分の硫酸イオン、亜硫酸イオンなどの分析方法を提供するという効果が得られる。加えて、検出イオン種の電導度からなるピーク面積と濃度(例:ppm)との関係を検量線化し、これと同様に適用することにより、硫黄由来のイオン種以外の14成分の分析を行うこともできる。この結果、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ供給される加湿器用水に対するイオンクロマトグラフィー法による測定において、無機化合物の硫黄由来のイオン種を精度よく且つ短時間で測定することができる硫黄および全硫黄の測定方法等を提供することができるという効果がある。   According to the method for measuring sulfur and total sulfur of the present invention, a humidifier is applied to a polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing sulfur-based ionic species of an inorganic compound and sulfur of an organic compound component. In the method for measuring sulfur and total sulfur in the measurement of water quality components of water for humidifiers supplied from, the structural material used in the humidifier is an organic film, and the inorganic compound contained in the structural material in the humidifier water is water-soluble Extraction of ionic components with pure water and simultaneous analysis and measurement of sulfur-derived ionic species by ion chromatography to evaluate water quality components. This is to perform quantitative analysis of sulfur components, and to separate and quantitatively analyze ionic species, providing an effect of providing a method for analyzing sulfur-derived polyvalent components such as sulfate ions and sulfite ions. It is done. In addition, the relationship between the peak area composed of the conductivity of the detected ion species and the concentration (eg, ppm) is made a calibration curve, and 14 components other than the sulfur-derived ion species are analyzed by applying in the same manner as this. You can also As a result, in the measurement by ion chromatography for the humidifier water supplied to the polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC), the sulfur-derived ionic species of inorganic compounds can be measured accurately and in a short time. It is possible to provide a method for measuring sulfur and total sulfur that can be performed.

本発明の硫黄および全硫黄の測定方法等によれば、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄および全硫黄の測定方法において、加湿器で用いられている構造材料は有機膜であり、加湿器用水中の有機化合物成分を固相マイクロ抽出法で抽出し、硫黄由来の有機化合物質をガスクロマトグラフィー・質量分析法で測定し、水質成分評価をする。例えば、多種類の成分の検出および判別から、硫黄成分としてメルカプトベンゾチアゾール、トリメチルシラノ−ル、ポリフェニルサルフォン等が検出でき、有機化合物成分の分析方法を提供する効果が得られる。この結果、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ供給される加湿器用水に対するイオンクロマトグラフィー法による測定において、無機化合物の硫黄由来のイオン種を精度よく且つ短時間で測定することができる硫黄および全硫黄の測定方法等を提供することができる。このようにして、試料の中空糸加湿器モジュール水を純水で抽出した硫黄由来の有機成分を分析測定して硫黄成分の定量分析を確立できたという効果がある。   According to the method for measuring sulfur and total sulfur of the present invention, a humidifier is applied to a polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing sulfur-based ionic species of an inorganic compound and sulfur of an organic compound component. In the method for measuring sulfur and total sulfur in the measurement of the water quality components of humidifier water supplied from, the structural material used in the humidifier is an organic film, and the organic compound components in the humidifier water are extracted by solid-phase microextraction Extract and measure sulfur-derived organic compounds by gas chromatography / mass spectrometry to evaluate water quality components. For example, mercaptobenzothiazole, trimethylsilanol, polyphenylsulfone, and the like can be detected as sulfur components from detection and discrimination of many types of components, and the effect of providing an analysis method for organic compound components can be obtained. As a result, in the measurement by ion chromatography for the humidifier water supplied to the polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC), the sulfur-derived ionic species of inorganic compounds can be measured accurately and in a short time. It is possible to provide a method for measuring sulfur and total sulfur that can be performed. Thus, there is an effect that the sulfur-derived organic component obtained by extracting the sample hollow fiber humidifier module water with pure water can be analyzed and measured to establish a quantitative analysis of the sulfur component.

本発明の硫黄および全硫黄の測定方法等によれば、実施例1ないし3の硫黄および全硫黄の測定方法における各水質成分評価を共に行い、これらの結果に基づき全硫黄を分析して水質成分評価をする。ICP発光分析法で硫黄を測定し、例えば上記試料液で発光線強度180.734nmによって成分濃度を測定するという効果が得られる。この硫黄(S=180.734nm)の発光線波長は真空紫外領域であり、分光・測光部内を窒素置換する等の測定条件を行なう。分析検査の方法は、発光強度と硫黄の濃度(例:ppm)との関係を検量線化し、これを適用して行う定量分析方法の効果が得られる。さらにICP発光分析法では、硫黄と同時に他の元素についてもpH、電導率、イオン成分、重金属を含む成分の分析条件を検討して求めることもでき、中空糸加湿器モジュール水の水質成分評価ができるという効果も得られる。この結果、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)からの加湿器用水中に溶出する硫黄等の成分を含む水質分析評価方法は、ICP発光分析法による硫黄分析とイオンクロマトグラフィー法による無機化合物の硫黄由来のイオン種とガスクロマトグラフィー・質量分析法による有機化合物の形態別の成分を確立できたという効果がある。   According to the method for measuring sulfur and total sulfur of the present invention, the water quality components in the sulfur and total sulfur measurement methods of Examples 1 to 3 are evaluated together, and based on these results, the total sulfur is analyzed to analyze the water quality components. Make an evaluation. An effect is obtained that sulfur is measured by ICP emission analysis, and the component concentration is measured with the sample solution at an emission line intensity of 180.734 nm, for example. The emission line wavelength of this sulfur (S = 180.734 nm) is in the vacuum ultraviolet region, and measurement conditions such as nitrogen substitution in the spectroscopic / photometric part are performed. The analytical inspection method can obtain the effect of a quantitative analysis method performed by applying a calibration curve to the relationship between emission intensity and sulfur concentration (eg, ppm). Furthermore, in the ICP emission analysis method, other elements as well as sulfur can be obtained by examining the analysis conditions of components including pH, conductivity, ionic components, and heavy metals, and the water quality component evaluation of the hollow fiber humidifier module water can be performed. The effect that it is possible is also acquired. As a result, the water quality analysis and evaluation method including components such as sulfur eluted in the humidifier water from the polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is sulfur analysis by ICP emission analysis and sulfur of inorganic compounds by ion chromatography. There is an effect that the component according to the form of the organic compound by the ion species derived from and the gas chromatography and mass spectrometry can be established.

本発明の測定システム等によれば、加湿器からPEFCアノードおよびカソート側へ供給されるガスラインにおいて、分岐して試料採取ポートを介し凝集水タンクへ加湿器用水が採取される。通常運転中は試料採取ポートは閉状態とし、定期的に電力使用量が少ない時間帯を選んで開状態として加湿器用水を採取する。凝集水タンクに採取された加湿器用水を対象として、本発明の硫黄および全硫黄の測定方法における各水質成分評価の測定方法が実施される。この結果、本測定システムでは高分子電解質膜へ供給される加湿器用水の適正な管理が行われるため、高性能な固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)を実現することができるという効果がある。言い換えれば、加湿器から抽出される加湿器用水を対象として、本発明の硫黄および全硫黄の測定方法における各水質成分評価の測定方法が実施されることにより、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高性能運転を維持することができるという効果がある。即ち、本発明の硫黄および全硫黄の測定方法における各水質成分評価の測定方法により管理された水質の加湿器用水を用いた高性能な固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)を実現することができるという効果がある。   According to the measurement system or the like of the present invention, in the gas line supplied from the humidifier to the PEFC anode and the kassort side, the water for the humidifier is collected to the condensed water tank through the sample collection port. During normal operation, the sampling port is closed, and the time period during which the amount of power used is low is selected and opened to collect the humidifier water. The measuring method of each water quality component evaluation in the measuring method of sulfur of this invention and the total sulfur is implemented for the humidifier water collected in the condensed water tank. As a result, in this measurement system, proper management of humidifier water supplied to the polymer electrolyte membrane is performed, so that a high-performance solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) can be realized. . In other words, for the humidifier water extracted from the humidifier, the measurement method for evaluating each water component in the method for measuring sulfur and total sulfur according to the present invention is carried out, whereby a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) ) Is capable of maintaining high-performance driving. That is, it is possible to realize a high-performance solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) using water for a humidifier controlled by the measurement method for evaluating each water component in the sulfur and total sulfur measurement method of the present invention. There is an effect that can be done.

後述する各実施例で共通に用いられる硫黄および全硫黄の測定方法の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of the measuring method of the sulfur used in common in each Example mentioned later and total sulfur. ICP発光分析装置30の構成の概略図である。1 is a schematic diagram of a configuration of an ICP emission analyzer 30. FIG. 図2に示されるICP発光分析装置30の構成図である。It is a block diagram of the ICP emission analysis apparatus 30 shown by FIG. 発明者が上記の測定条件によって検討したICP発光強度(cpc)(縦軸)とS濃度(ppm)(横軸)との検量線関係を示す図である。It is a figure which shows the calibration curve relationship of ICP emitted light intensity (cpc) (vertical axis) and S concentration (ppm) (horizontal axis) which the inventor examined by said measurement conditions. 実施例2におけるイオンクロマトグラフィーの流路図である。2 is a flow chart of ion chromatography in Example 2. FIG. 実施例2におけるイオンクロマトグラフィーの概略図である。2 is a schematic diagram of ion chromatography in Example 2. FIG. 陰イオンクロマトグラムの例を示す図である。It is a figure which shows the example of an anion chromatogram. ガスクロマトグラフィー・質量分析法14(GC/MS)の模式図である。It is a schematic diagram of the gas chromatography and mass spectrometry 14 (GC / MS). GC−MSの分析TIC(トータルイオンクロマトグラム)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of analysis TIC (total ion chromatogram) of GC-MS. 試験(1回目)と(2回目)のSO 2−の主な成分の関係を示す図である。It is a diagram showing a relationship between SO 4 2-major components of the test (first time) and Run 2. 試験(1回目)と(2回目)の全硫黄の主な成分の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the main component of the total sulfur of a test (1st time) and (2nd time). 実施例5における測定システム90を示す図である。It is a figure which shows the measurement system 90 in Example 5. FIG.

図1は、後述する各実施例で共通に用いられる硫黄および全硫黄の測定方法の手順を示す。図1で、符号11は水質成分測定試料(有機質膜抽出液:PEFC加湿器用水の例)、12はICP発光分析法による測定(全硫黄分析の例)、13はイオンクロマトグラフィー法による測定(形態用イオン種による硫黄分析の例)、14はガスクロマトグラフィー・質量分析による測定(有機化合物質による硫黄分析の例)、15はデータ整理(全硫黄分析等)である。水質成分測定試料11(PEFC加湿器用水)は、加湿器モジュールを密閉して採取される。以下、各実施例について図面を参照して詳細に説明する。   FIG. 1 shows the procedure of a method for measuring sulfur and total sulfur commonly used in each of the examples described later. In FIG. 1, reference numeral 11 is a water quality component measurement sample (organic membrane extract: PEFC humidifier water example), 12 is measured by ICP emission analysis (example of total sulfur analysis), and 13 is measured by ion chromatography ( Example of sulfur analysis by morphological ion species), 14 is measurement by gas chromatography / mass spectrometry (example of sulfur analysis by organic compound), and 15 is data arrangement (total sulfur analysis, etc.). The water quality component measurement sample 11 (PEFC humidifier water) is collected by sealing the humidifier module. Hereinafter, each embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

実施例1では、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄および全硫黄の測定方法について、ICP発光分析法12を用いた例について説明する。ここで、加湿器で用いられている構造材料は有機膜からなっている。まず、始めにICP発光分析法12について説明する。   In Example 1, the water quality component of the water for the humidifier supplied from the humidifier to the polymer electrolyte membrane of the solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing the sulfur type ion species of the inorganic compound and sulfur of the organic compound component An example using the ICP emission analysis method 12 will be described as a method for measuring sulfur and total sulfur in the measurement. Here, the structural material used in the humidifier is made of an organic film. First, the ICP emission analysis method 12 will be described.

[ICP発光分析法12について:硫黄測定関係]
元素に高いエネルギーを与えると、ほとんど全ての元素は励起状態となる。励起状態の原子がエネルギー準位の低い基底状態に戻るとき、原子固有の光を放出する。誘導結合プラズマ(ICP)とは高周波誘導によって励起されたアルゴンプラズマである。ネブライザで噴霧された試料は、プラズマ中心部に導入され、励起・発光される。この発光した光を分光器で波長別に分離することにより、原子スペクトル線から元素の種類が特定される。166nm〜847nmの全発光スペクトルを数分の測定で得ることができる。それぞれの波長における発光強度は励起した原子数に比例するため、個々の元素の濃度を求めることができる。分光器内部を真空状態に保つことにより、真空紫外領域に発光スペクトルを持つ硫黄などの元素を高感度に分析することが可能であるが、分析条件の検討が必要である。
[About ICP emission analysis method 12: Sulfur measurement]
When high energy is given to an element, almost all elements are in an excited state. When an atom in an excited state returns to a ground state having a low energy level, light specific to the atom is emitted. Inductively coupled plasma (ICP) is argon plasma excited by high frequency induction. The sample sprayed by the nebulizer is introduced into the center of the plasma and excited and emitted. By separating the emitted light according to wavelength by a spectroscope, the type of element is specified from the atomic spectral line. A total emission spectrum from 166 nm to 847 nm can be obtained with a few minutes of measurement. Since the emission intensity at each wavelength is proportional to the number of excited atoms, the concentration of each element can be obtained. By keeping the inside of the spectrometer in a vacuum state, it is possible to analyze elements such as sulfur having an emission spectrum in the vacuum ultraviolet region with high sensitivity, but it is necessary to examine the analysis conditions.

図2は、ICP発光分析装置30の構成の概略図を示す。図2で、符号31は分析試料溶液、32はArキャリヤーガス、33はAr補助ネブライザ、34はArプラズマガス、35は石英トーチ、36は誘導コイル、37はArプラズマ、38は発光線、39は回折格子、40は光電子増倍管(信号出力)、41は窒素雰囲気である。図2に示されるように、分析試料溶液31(試料導入系)の試料はArキャリヤーガス32およびAr補助ネブライザ33により光源(石英トーチ35およびArプラズマ37)へ導入される。ここで、Arキャリヤーガス32、Ar補助ネブライザ33およびArプラズマガス34はガス供給系を構成している。Arプラズマガス34を励起させるための励起電源部は誘導コイル36等により構成されている。発光線38は集光系(不図示)により集光され、回折格子39により分光されて光電子増倍管(信号出力)40により検出される。図2に示されるように、分光器(回折格子39、光電子増倍管(信号出力)40)は内部が不活性ガスで置換されている(窒素雰囲気41)。このため、測定上の空気による吸収を原因とする感度の問題を避けることができる。上述の不活性ガスとしては窒素が好適であるが、これに限定されるものではない。実施例1におけるICP発光分析装置30では、加湿器用水から抽出した抽出液31中の硫黄成分を、内部が不活性ガスで置換された分光器を用いた誘導結合プラズマ(ICP)発光分析法で測定し、水質成分評価をするという点に特徴がある。   FIG. 2 shows a schematic diagram of the configuration of the ICP emission analyzer 30. In FIG. 2, reference numeral 31 is an analysis sample solution, 32 is an Ar carrier gas, 33 is an Ar auxiliary nebulizer, 34 is an Ar plasma gas, 35 is a quartz torch, 36 is an induction coil, 37 is Ar plasma, 38 is an emission line, 39 Is a diffraction grating, 40 is a photomultiplier tube (signal output), and 41 is a nitrogen atmosphere. As shown in FIG. 2, the sample of the analysis sample solution 31 (sample introduction system) is introduced into a light source (quartz torch 35 and Ar plasma 37) by an Ar carrier gas 32 and an Ar auxiliary nebulizer 33. Here, the Ar carrier gas 32, the Ar auxiliary nebulizer 33, and the Ar plasma gas 34 constitute a gas supply system. An excitation power supply unit for exciting the Ar plasma gas 34 includes an induction coil 36 and the like. The emission line 38 is condensed by a condensing system (not shown), dispersed by a diffraction grating 39, and detected by a photomultiplier tube (signal output) 40. As shown in FIG. 2, the inside of the spectroscope (diffraction grating 39, photomultiplier tube (signal output) 40) is replaced with an inert gas (nitrogen atmosphere 41). For this reason, it is possible to avoid the problem of sensitivity caused by absorption by air on measurement. Nitrogen is suitable as the inert gas described above, but is not limited thereto. In the ICP emission spectrometer 30 in Example 1, the sulfur component in the extract 31 extracted from the humidifier water is an inductively coupled plasma (ICP) emission analysis method using a spectrometer in which the inside is replaced with an inert gas. It is characterized by measuring and evaluating water quality components.

図3は、図2に示されるICP発光分析装置30を構成図で示す。図3で図2と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図3に示されるように、光源部21は、誘導コイル36等から構成される励起電源(部)、分析試料溶液31から構成される試料導入系(試料導入部)、石英トーチ35およびArプラズマ37から構成される光源(発光部)、Arキャリヤーガス32、Ar補助ネブライザ33およびArプラズマガス34から構成されるガス供給系を備えている。続いて図3に示されるように、分光・測光部22は、光源部21から発光された発光線38を集光する集光系42、回折格子39から構成される分光器、光電子増倍管(信号出力)40から構成される検出器を備えている。分光・測光部22内は上述したように窒素置換雰囲気41となっている。図3に示されるように、分光・測光部22により検出された発光スペクトルは制御・演算・記録部23へ出力され、制御系24により適宜制御されながら増幅演算部25により増幅された後、データ記録部26に記録される。   FIG. 3 is a block diagram showing the ICP emission analyzer 30 shown in FIG. In FIG. 3, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. As shown in FIG. 3, the light source unit 21 includes an excitation power source (part) configured by an induction coil 36 and the like, a sample introduction system (sample introduction unit) configured by an analysis sample solution 31, a quartz torch 35, and an Ar plasma. A gas supply system including a light source (light emitting unit) 37, an Ar carrier gas 32, an Ar auxiliary nebulizer 33, and an Ar plasma gas 34 is provided. Subsequently, as shown in FIG. 3, the spectroscopic / photometric unit 22 includes a light collecting line 42 that emits light emitted from the light source unit 21, a spectroscope including a diffraction grating 39, and a photomultiplier tube. A detector composed of (signal output) 40 is provided. The spectroscopic / photometric unit 22 has a nitrogen substitution atmosphere 41 as described above. As shown in FIG. 3, the emission spectrum detected by the spectroscopic / photometric unit 22 is output to the control / calculation / recording unit 23 and amplified by the amplification calculation unit 25 while being appropriately controlled by the control system 24. Recorded in the recording unit 26.

上述したICP発光分析装置30は、溶液を対象にしている。特に、硫黄の定量分析線(S=180.734nm)は、185nm以下の発光線波長で真空紫外領域であり、分光器内を窒素置換する等の測定条件を検討した。ICP発光分析装置30の分光・測光部22内を窒素置換にすること以外の条件は、常法による設定で行い、硫黄の定量分析元素について、次の主な検量線を検討して定量分析法を確立した。装置はセイコーインスツルメンツ株式会社(登録商標)SPS 3100型を用いた。   The above-described ICP emission analyzer 30 is intended for a solution. In particular, the sulfur quantitative analysis line (S = 180.734 nm) is in the vacuum ultraviolet region at an emission line wavelength of 185 nm or less, and the measurement conditions such as nitrogen substitution in the spectrometer were examined. Conditions other than the substitution of nitrogen in the spectroscopic / photometric part 22 of the ICP emission analyzer 30 are set according to conventional methods, and the quantitative analysis method is performed by examining the following main calibration curves for the quantitative analysis elements of sulfur. Established. The apparatus used was Seiko Instruments Inc. (registered trademark) SPS 3100 type.

真空紫外の分析(185nm以下の波長)を行う場合の測定では、200nm以下の短波長側において、空気中の酸素による吸収が起こる。特に185nm以下で強く吸収される。このため、一般に185nm以下の波長を用いて分析するときは、分光・測光部22内を不活性ガスの窒素置換で酸素を追い出すことが必要であった。その方法は次の通りである。   In the measurement in the case of performing vacuum ultraviolet analysis (wavelength of 185 nm or less), absorption by oxygen in the air occurs on the short wavelength side of 200 nm or less. In particular, it is strongly absorbed at 185 nm or less. For this reason, in general, when analyzing using a wavelength of 185 nm or less, it is necessary to purge oxygen in the spectroscopic / photometric unit 22 by nitrogen substitution of an inert gas. The method is as follows.

1) 窒素パージガスを分光・測光部22内に導入して、パージする。パージには2時間強かかる。ガス流量は約10L/minである。窒素ガス(99.9vol%以上、露点−70℃以下)。
2)窒素置換による元素の安定を確認する。パージ領域で分析する硫黄元素の検出限界(DL)を測定する。
標準液は、和光純薬工業株式会社(登録商標)製特級試薬の試料量(NHSO:S濃度=1000mg/Lのものを適宜希釈し、液組成のマトリックスマッチングを行い調製した。
1) A nitrogen purge gas is introduced into the spectroscopic / photometric unit 22 for purging. The purge takes over 2 hours. The gas flow rate is about 10 L / min. Nitrogen gas (99.9 vol% or more, dew point -70 ° C or less).
2) Confirm the stability of the element by nitrogen substitution. The detection limit (DL) of sulfur element to be analyzed in the purge region is measured.
The standard solution was prepared by appropriately diluting a sample amount (NH 4 ) 2 SO 4 : S concentration = 1000 mg / L of a special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. and performing matrix matching of the liquid composition. .

以上の説明した主な測定条件を纏めると、以下のようになる。
・硫黄の定量分析線:(S=180.734nm)、溶液を対象。
・標準液:和光純薬工業株式会社製特級試薬の試料量(NHSO:S濃度=1000mg/Lのものを適宜希釈し、液組成のマトリックスマッチングを実施。
・分光・測光部22内を窒素置換する。それ以外の条件は、常法による設定で行った。
・装置:セイコーインスツルメンツ株式会社(登録商標)SPS 3100型を用いた。
The main measurement conditions described above are summarized as follows.
-Sulfur quantitative analysis line: (S = 180.734 nm), for solution.
Standard solution: Sample amount of special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (NH 4 ) 2 SO 4 : S concentration = 1000 mg / L is appropriately diluted, and matrix matching of the liquid composition is performed.
-The inside of the spectroscopic / photometric unit 22 is replaced with nitrogen. The other conditions were set according to a conventional method.
Apparatus: Seiko Instruments Inc. (registered trademark) SPS 3100 type was used.

図4は、発明者が上記の測定条件によって検討したICP発光強度(cpc)(縦軸)とS濃度(ppm)(横軸)との検量線関係を示す。図4に示される検量線における実験式は、得られた直線を回帰分析して求めた式であり、S濃度(ppm)=2.627×10−6χ である。ここでχはICP発光強度(cpc)である。図4に示されるように、相関係数R=0.9991、 定量下限=50ppbである。 FIG. 4 shows the calibration curve relationship between the ICP emission intensity (cpc) (vertical axis) and the S concentration (ppm) (horizontal axis) studied by the inventors under the above measurement conditions. The empirical formula in the calibration curve shown in FIG. 4 is an equation obtained by regression analysis of the obtained straight line, and the S concentration (ppm) = 2.627 × 10 −6 χ. Here, χ is ICP emission intensity (cpc). As shown in FIG. 4, correlation coefficient R 2 = 0.99991 and lower limit of quantification = 50 ppb.

表1は分析精度の検討結果を示す。表1に示されるように、硫黄濃度5.00ppmで、6回繰返しの変動係数は0.91%以下となり良好である。元素分析に関する工業用水試験方法(JIS K 0101法)での分析精度は、一般に変動係数で2%〜10%とされている。これに比べると、本法の分析精度は良好且つ高精度であることが分かり、JIS法での分析精度を十分満足していることが分かる。   Table 1 shows the results of analysis accuracy analysis. As shown in Table 1, when the sulfur concentration is 5.00 ppm, the coefficient of variation after 6 repetitions is 0.91% or less, which is favorable. The analysis accuracy in the industrial water test method (JIS K 0101 method) relating to elemental analysis is generally 2% to 10% in terms of coefficient of variation. Compared to this, it can be seen that the analysis accuracy of this method is good and high, and that the analysis accuracy of the JIS method is sufficiently satisfied.

Figure 2010286427
Figure 2010286427

以上のように、本発明の実施例1によれば、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄および全硫黄の測定方法において、加湿器で用いられている構造材料は有機膜であり、加湿器用水から抽出した抽出液31中の硫黄成分を、内部が不活性ガスで置換された分光・測光部22を用いた誘導結合プラズマ(ICP)発光分析法で測定し、水質成分評価を行うことを特徴とする硫黄および全硫黄の測定方法を実施した。詳しくは、硫黄の定量分析線(S=180.734nm)は、185nm以下の発光線波長であり、発光線38が200nm以下の短波長側では、測定時に空気中の酸素による吸収が起こるため、分光・測光部22内を不活性ガスの窒素ガス置換で酸素を追い出すことを適用した。以上により、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ供給される加湿器用水に対する全硫黄のICP法による測定において、測定上の空気による吸収を起因とする感度の問題を避けることができる硫黄および全硫黄の測定方法等を提供することができた。即ち、ICP法による無機系と有機系とからなる「全硫黄化合物の分析」を定量下限1ppm以下(定量下限=50ppb)で行うことができる微量定量法を確立することができた。   As described above, according to Example 1 of the present invention, a humidifier is applied to a polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing a sulfur-based ionic species of an inorganic compound and sulfur of an organic compound component. In the method for measuring sulfur and total sulfur in the measurement of the water quality components of the humidifier water supplied from, the structural material used in the humidifier is an organic film, and the sulfur component in the extract 31 extracted from the humidifier water is used. Measured by inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry using spectroscopic / photometric part 22 whose inside is replaced with inert gas, and carried out a method for measuring sulfur and total sulfur characterized by evaluating water quality components did. Specifically, the sulfur quantitative analysis line (S = 180.734 nm) has an emission line wavelength of 185 nm or less, and the emission line 38 has a short wavelength side of 200 nm or less, because absorption by oxygen in the air occurs during measurement. It was applied to expel oxygen in the spectroscopic / photometric unit 22 by replacing the inert gas with nitrogen gas. By the above, in the measurement by the ICP method of the total sulfur for the humidifier water supplied to the polymer electrolyte membrane of the solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC), the sensitivity problem due to the absorption by the measurement air is avoided. Can provide a method for measuring sulfur and total sulfur. That is, it was possible to establish a micro-quantitative method capable of performing “analysis of total sulfur compounds” composed of inorganic and organic compounds by ICP method at a lower limit of quantification of 1 ppm or less (lower limit of quantification = 50 ppb).

実施例2では、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄および全硫黄の測定方法について、イオンクロマトグラフィー法13を用いた例について説明する。ここで、加湿器で用いられている構造材料は有機膜からなっている。まず、始めにイオンクロマトグラフィー法13について説明する。   In Example 2, the water quality component of the water for the humidifier supplied from the humidifier to the polymer electrolyte membrane of the solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing the sulfur type ionic species of the inorganic compound and sulfur of the organic compound component An example using the ion chromatography method 13 will be described as a method for measuring sulfur and total sulfur in the measurement. Here, the structural material used in the humidifier is made of an organic film. First, the ion chromatography method 13 will be described.

[イオンクロマトグラフィー法13について]
イオンクロマトグラフィーを用いて水溶液中のイオン成分濃度を測定する。使用した測定器は装置条件により、陰イオンおよび陽イオン成分を含む14成分の濃度測定が可能であり、有機酸(カルボン酸:−COOH基の例あり)、その他の有機酸の一部が分析可能である。
[Ion chromatography method 13]
The ion component concentration in the aqueous solution is measured using ion chromatography. The measuring instrument used can measure the concentration of 14 components, including anion and cation components, depending on the equipment conditions. Organic acids (carboxylic acids: -COOH groups are examples), and some other organic acids are analyzed. Is possible.

図5は、実施例2におけるイオンクロマトグラフィーの流路図である。図5において、符号61は送液部、62は分離部、63は検出部、64はデータ処理部・記録部である。図5に示されるように、弱電解質の溶離液52と共にポンプ65により試料導入バルブ51から試料を注入(抽出試料)し、ガードカラム53およびイオン交換樹脂製の分離カラム54を通す。分離カラム54内では水和半径の大小、Van der Waals力の相互作用によってイオン種の相互分離を行ない、さらに除去カラム(サプレッサー)55を通すことによりバックグラウンドの電導度を下げ、検出セル56およびデータ処理装置58を経てイオンクロマトグラム(溶離時間とピーク面積のチャート)を計測する。即ち、目的とするイオン種を高感度でクロマトグラムとして得る。分離カラム54は、一般に目的のイオン成分によって交換可能である。   5 is a flow chart of ion chromatography in Example 2. FIG. In FIG. 5, reference numeral 61 denotes a liquid feeding unit, 62 denotes a separation unit, 63 denotes a detection unit, and 64 denotes a data processing unit / recording unit. As shown in FIG. 5, a sample is injected (extracted sample) from a sample introduction valve 51 by a pump 65 together with an eluent 52 of weak electrolyte, and passed through a guard column 53 and a separation column 54 made of an ion exchange resin. In the separation column 54, the ion species are separated from each other by the interaction of the hydration radius and the Van der Waals force, and the background conductivity is lowered by passing the removal column (suppressor) 55, and the detection cell 56 and An ion chromatogram (elution time and peak area chart) is measured through the data processor 58. That is, the target ion species is obtained as a chromatogram with high sensitivity. The separation column 54 is generally exchangeable depending on the target ion component.

図6は実施例2におけるイオンクロマトグラフィーの概略図である。図6で図5と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図6に示される概略図において、試料導入バルブ51から導入されるイオン成分を含む試料は、予め指定成分の標準試料液により、装置の分離カラム54・溶離液52の濃度・流量・電気伝導度で検出する分離条件を検討する。試料液導入は、指定の有機イオン、SO 2−成分等の分離を検討する。 6 is a schematic diagram of ion chromatography in Example 2. FIG. In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. In the schematic diagram shown in FIG. 6, a sample containing an ionic component introduced from the sample introduction valve 51 is preliminarily designated with a standard sample solution of a designated component, and the concentration, flow rate, and electrical conductivity of the separation column 54 and the eluent 52 of the apparatus. Consider the separation conditions to be detected in. For sample solution introduction, separation of specified organic ions, SO 4 2- components, etc. will be studied.

実施例2における測定方法は、試料量が数μlを用いて、1回の測定で数種の陰イオン成分を同時に測定することができ、分別定量分析を行うことができる方法である。検出セル(検出器)56にはフローセル型の電導度検出器を用いており、各イオン成分の電導度に基づくイオンクロマトグラムのピーク面積および高さから、目的とする分析試料溶液中のイオン成分濃度を求めることができる。   The measurement method in Example 2 is a method in which several types of anion components can be simultaneously measured in one measurement using a sample amount of several μl, and fractional quantitative analysis can be performed. A flow cell type conductivity detector is used as the detection cell (detector) 56. From the peak area and height of the ion chromatogram based on the conductivity of each ion component, the ion component in the target analysis sample solution is detected. The concentration can be determined.

データ処理装置(分析装置)58、分離カラム54、溶離液52はすべてDIONEX(登録商標)社製のものを用いた。詳しくは以下の通りである。
測定装置:イオンクロマトグラフ;DIONEX(登録商標)社製DX−320、グラジェント法適用タイプ。主な陰イオン・陽イオン分析用[分離カラムIon Pac AS17C、Ion Pac CS14溶離液KOH・EG40溶離液ジェネレータ使用]
Data processor (analyzer) 58, separation column 54, and eluent 52 were all manufactured by DIONEX (registered trademark). Details are as follows.
Measuring apparatus: ion chromatograph; DIONEX (registered trademark) DX-320, gradient method application type. For main anion / cation analysis [Separation column Ion Pac AS17C, Ion Pac CS14 eluent KOH / EG40 eluent generator used]

以上のようにして、陰・陽イオンおよび有機酸イオンの分析方法をイオンクロマトグラフィー法による成分分離で確立した。図7は、陰イオンクロマトグラムの例を示す。図7で縦軸はピーク面積、横軸は溶離時間(min)である。 As described above, analysis methods for anions / cations and organic acid ions were established by component separation by ion chromatography. FIG. 7 shows an example of an anion chromatogram. In FIG. 7, the vertical axis represents the peak area, and the horizontal axis represents the elution time (min).

定量分析は、検出イオン種の電導度と濃度との関係を検量線化し、これを適用して行う。以上のようにして、陰・陽イオンおよび有機酸イオンの分析方法をイオンクロマトグラフィー法13により14成分の分離を確立することができた。特に、硫黄由来の硫酸イオンなどが分析できる。   Quantitative analysis is performed by applying a calibration curve to the relationship between the conductivity and concentration of the detected ion species. As described above, it was possible to establish the separation of 14 components by the ion chromatography method 13 for analyzing the anion / cation and organic acid ion. In particular, sulfur-derived sulfate ions can be analyzed.

以上より、本発明の実施例2によれば、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄および全硫黄の測定方法において、加湿器で用いられている構造材料は有機膜であり、加湿器用水中の前記構造材料に含まれる無機化合物は水溶性イオン成分を純水で抽出し、硫黄由来のイオン種をイオンクロマトグラフィー法13で同時に分析測定し、水質成分評価をすることを特徴とする硫黄および全硫黄の測定方法を実施した。詳しくは、試料は中空糸加湿器モジュール水(加湿器用水)のイオン成分を用い、無機化合物は水溶性イオン成分を純水で抽出し、硫黄由来のイオン種をイオンクロマトグラフィー法13で同時に分析測定し、硫黄成分の定量分析を行った。これは硫黄成分の定量分析を行うことであり、イオン種を分離し定量分析するためのものであり、硫黄由来の多価成分の硫酸イオン、亜硫酸イオンなどの分析方法を提供するという効果が得られる。加えて、検出イオン種の電導度からなるピーク面積と濃度(例:ppm)との関係を検量線化し、これと同様に適用することにより、硫黄由来のイオン種以外の14成分の分析を行うこともできる。以上により、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ供給される加湿器用水に対するイオンクロマトグラフィー法による測定において、無機化合物の硫黄由来のイオン種を精度よく且つ短時間で測定することができる硫黄および全硫黄の測定方法等を提供することができる。   As mentioned above, according to Example 2 of this invention, it supplies from a humidifier to the polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing the sulfur type ionic species of an inorganic compound, and sulfur of an organic compound component. In the method for measuring sulfur and total sulfur in the measurement of water quality components in humidifier water, the structural material used in the humidifier is an organic film, and the inorganic compound contained in the structural material in the humidifier water is water-soluble ions The component was extracted with pure water, and the ion species derived from sulfur were simultaneously analyzed and measured by the ion chromatography method 13 to evaluate the water quality component, and a method for measuring sulfur and total sulfur was carried out. Specifically, the sample uses the ionic component of the hollow fiber humidifier module water (humidifier water), the inorganic compound extracts the water-soluble ionic component with pure water, and simultaneously analyzes the ion species derived from sulfur by the ion chromatography method 13 Measured and quantitative analysis of sulfur components. This is to perform quantitative analysis of sulfur components, and to separate and quantitatively analyze ionic species, providing an effect of providing a method for analyzing sulfur-derived polyvalent components such as sulfate ions and sulfite ions. It is done. In addition, the relationship between the peak area consisting of the conductivity of the detected ionic species and the concentration (eg, ppm) is made a calibration curve, and the analysis is performed in the same manner to analyze 14 components other than the sulfur-derived ionic species. You can also As described above, in the measurement by ion chromatography for the humidifier water supplied to the polymer electrolyte membrane of the solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC), the sulfur-derived ionic species of inorganic compounds can be measured accurately and in a short time. It is possible to provide a method for measuring sulfur and total sulfur that can be performed.

実施例3では、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄および全硫黄の測定方法について、ガスクロマトグラフィー・質量分析法14を用いた例について説明する。ここで、加湿器で用いられている構造材料は有機膜からなっている。まず、始めにガスクロマトグラフィー・質量分析法14について説明する。   In Example 3, the water quality component of the water for the humidifier supplied from the humidifier to the polymer electrolyte membrane of the solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing the sulfur type ionic species of the inorganic compound and sulfur of the organic compound component An example using gas chromatography / mass spectrometry 14 will be described as a method for measuring sulfur and total sulfur in the measurement. Here, the structural material used in the humidifier is made of an organic film. First, the gas chromatography / mass spectrometry 14 will be described.

[ガスクロマトグラフィー・質量分析法14について]
図8は、ガスクロマトグラフィー・質量分析法14(GC/MS)の模式図である。図8に示されるように、揮発性の混合試料を分離するガスクロマトグラフィー(GC)80と質量分析計(MS)82とをインターフェース81を介して直結したガスクロマトグラフィー・質量分析計(GC/MS)は、多成分の微量試料の分析法として普及している。分子イオンの質量数から分子量がわかるとともに、フラグメントイオンのパターンから分子の構造に関する重要な情報が得られる。
[About Gas Chromatography / Mass Spectrometry 14]
FIG. 8 is a schematic diagram of gas chromatography / mass spectrometry 14 (GC / MS). As shown in FIG. 8, a gas chromatography / mass spectrometer (GC / GC) 80 in which a gas chromatography (GC) 80 for separating a volatile mixed sample and a mass spectrometer (MS) 82 are directly connected via an interface 81. MS) is widely used as an analysis method for multi-component trace samples. The molecular weight can be known from the mass number of the molecular ion, and important information regarding the structure of the molecule can be obtained from the fragment ion pattern.

図8に示されるように、ガスクロマトグラフィー(GC)80の注入口83から入った試料はカラム84で分離された試料85となり、高真空(10−6Torr)に保たれたイオン化室(イオン源86)に導入された後、四重極電極87による電子線照射等によって次々とイオン化される。このイオンの流れを分析管(2次電子増倍管)88に導き、磁気的あるいは電場的な方法でm/z(m:質量数、z:電荷)に応じて分離検出される。検出されたものは質量スペクトルといわれ、通常横軸に質量電荷比(m/z)、縦軸にイオン強度(どれだけの量があるか)をとった多くのピーク群からなるグラフとして示される。 As shown in FIG. 8, the sample entered from the inlet 83 of the gas chromatography (GC) 80 becomes the sample 85 separated by the column 84 and is an ionization chamber (ion) maintained in a high vacuum (10 −6 Torr). After being introduced into the source 86), it is successively ionized by electron beam irradiation by the quadrupole electrode 87 or the like. This ion flow is guided to an analysis tube (secondary electron multiplier tube) 88 and separated and detected according to m / z (m: mass number, z: charge) by a magnetic or electric method. What is detected is called a mass spectrum, and is usually shown as a graph consisting of many peaks with the mass-to-charge ratio (m / z) on the horizontal axis and the ionic strength (how much is present) on the vertical axis. .

有機成分を含む全硫黄分析方法に関する水質分析の分析条件は以下の通りである。
(1)固相マイクロ抽出(Solid Phase Micro Extraction : SPME)法;
抽出相を固定したファイバーを試料水中に浸漬し、水中の有機成分を濃縮・抽出する方法。
サンプル量:10mL、 添加剤:NaCl 1g、塩酸:1mol/L 50μL
(2)GC−MS測定;
GC−MS測定を以下の装置にて行った。
装置:島津製作所(登録商標)株式会社製GC−MS QP5050A
カラム84:キャピラリカラムDB−5φ0.25mm×30m、昇温条件:40〜280℃(10℃/min)、スプリット比:1/10 (スプリットレス:1min)、キャリアガス:ヘリウム(1mL/min)
Analytical conditions for water quality analysis relating to a method for analyzing total sulfur containing organic components are as follows.
(1) Solid Phase Micro Extraction (SPME) method;
A method of concentrating and extracting organic components in water by immersing the fiber with the extraction phase fixed in the sample water.
Sample volume: 10 mL, additive: NaCl 1 g, hydrochloric acid: 1 mol / L 50 μL
(2) GC-MS measurement;
GC-MS measurement was performed with the following apparatus.
Apparatus: GC-MS QP5050A manufactured by Shimadzu Corporation (registered trademark)
Column 84: Capillary column DB-5φ0.25 mm × 30 m, temperature raising condition: 40 to 280 ° C. (10 ° C./min), split ratio: 1/10 (splitless: 1 min), carrier gas: helium (1 mL / min)

図9は、GC−MSの分析TIC(加湿器用水のトータルイオンクロマトグラム)の例を示す。縦軸はイオン強度、横軸は時間(min)である。図9に示されるように、硫黄系化合物としてメルカプトベンゾチアゾール、ベンゾチアゾール等が検出できた。   FIG. 9 shows an example of GC-MS analysis TIC (total ion chromatogram of humidifier water). The vertical axis represents ion intensity, and the horizontal axis represents time (min). As shown in FIG. 9, mercaptobenzothiazole, benzothiazole, and the like were detected as sulfur compounds.

以上より、本発明の実施例3によれば、無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄および全硫黄の測定方法において、加湿器で用いられている構造材料は有機膜であり、加湿器用水中の有機化合物成分を固相マイクロ抽出法で抽出し、硫黄由来の有機化合物質をガスクロマトグラフィー・質量分析法で測定し、水質成分評価をすることを特徴とする硫黄および全硫黄の測定方法を実施した。例えば、多種類の成分の検出および判別から、硫黄成分としてメルカプトベンゾチアゾール、トリメチルシラノ−ル、ポリフェニルサルフォン等が検出でき、有機化合物成分の分析方法を提供する効果が得られる。以上により、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ供給される加湿器用水に対するイオンクロマトグラフィー法による測定において、無機化合物の硫黄由来のイオン種を精度よく且つ短時間で測定することができる硫黄および全硫黄の測定方法等を提供することができる。このようにして、試料の中空糸加湿器モジュール水を純水で抽出した硫黄由来の有機成分を分析測定する硫黄成分の定量分析を確立した。   As mentioned above, according to Example 3 of this invention, it supplies from a humidifier to the polymer electrolyte membrane of a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing the sulfur type ionic species of an inorganic compound, and sulfur of an organic compound component. In the measurement method of sulfur and total sulfur in the measurement of water quality components in humidifier water, the structural material used in the humidifier is an organic film, and the organic compound components in the humidifier water are extracted by solid phase microextraction method An organic compound derived from sulfur was measured by gas chromatography / mass spectrometry, and a water quality component was evaluated, and a method for measuring sulfur and total sulfur was carried out. For example, mercaptobenzothiazole, trimethylsilanol, polyphenylsulfone, and the like can be detected as sulfur components from detection and discrimination of many types of components, and the effect of providing an analysis method for organic compound components can be obtained. As described above, in the measurement by ion chromatography for the humidifier water supplied to the polymer electrolyte membrane of the solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC), the sulfur-derived ionic species of inorganic compounds can be measured accurately and in a short time. It is possible to provide a method for measuring sulfur and total sulfur that can be performed. Thus, the quantitative analysis of the sulfur component which analyzes and measures the organic component derived from the sulfur which extracted the hollow fiber humidifier module water of the sample with the pure water was established.

実施例4は、実施例1ないし3の硫黄および全硫黄の測定方法における各水質成分評価を共に行い、これらの結果に基づき全硫黄を分析して水質成分評価をすることを特徴とする硫黄および全硫黄の測定方法を実施した。詳しくは、ICP発光分析法12で硫黄を測定し、同時に他の元素についてpH、電導率、硫黄由来のイオン成分、重金属を含む成分の分析条件を検討した。以下、実施例4による固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の加湿器用水の水質成分につき、実試料の分析について述べる。   In Example 4, each of the water quality components in the sulfur and total sulfur measurement methods of Examples 1 to 3 is evaluated, and based on these results, the total sulfur is analyzed to evaluate the water quality components. A method for measuring total sulfur was carried out. Specifically, sulfur was measured by the ICP emission analysis method 12, and at the same time, analysis conditions of other elements including pH, conductivity, sulfur-derived ionic components, and components containing heavy metals were examined. Hereinafter, analysis of actual samples will be described with respect to the water quality components of the humidifier water of the solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) according to Example 4.

始めに、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の性能に影響を与えるような溶出物の有無を評価する。目的は以下の通りである。高分子電解質膜のフッ素樹脂系のイオン交換膜が現在用いられている。これらの膜は湿潤状態でのみ高いHイオン導電性を示すため、高分子電解質膜への水分供給が必要である。高性能固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の実現のためには高分子電解質膜の適正な水管理手法の確立が重要な課題である。 First, the presence or absence of an eluent that affects the performance of the polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is evaluated. The purpose is as follows. Fluororesin ion exchange membranes of polymer electrolyte membranes are currently used. Since these membranes show high H + ion conductivity only in the wet state, it is necessary to supply moisture to the polymer electrolyte membrane. In order to realize a high-performance solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC), establishment of an appropriate water management method for the polymer electrolyte membrane is an important issue.

[溶出試験方法]
実験は、加湿器モジュールの加湿水入口および被加湿ガス入口から純水を注入し、入口・出口部を閉め密閉する。密閉状態で90℃×50h試験(1回目)を行い、注入した水をサンプリングした後、再度内部の純水を入れ替えて再び90℃×50h試験(2回目)を実施する。この場合の構造材膜には、硫黄系材料が用いられているおり、硫黄を含む加湿器用水となる。分析試料は、表2に示すサンプリング量の一部を用いる。(以下で説明するA試験、B試験は膜材料が異なる)。
[Dissolution test method]
In the experiment, pure water is injected from the humidified water inlet and the humidified gas inlet of the humidifier module, and the inlet and outlet are closed and sealed. A 90 ° C. × 50 h test (first time) is performed in a sealed state, and the injected water is sampled, and then the internal pure water is replaced again and the 90 ° C. × 50 h test (second time) is performed again. In this case, a sulfur-based material is used for the structural material film, which becomes humidifier water containing sulfur. As the analysis sample, a part of the sampling amount shown in Table 2 is used. (The A test and B test described below are different film materials).

Figure 2010286427
Figure 2010286427

[分析方法]
溶出成分の全硫黄、電気伝導度、pH、陰・陽イオン14成分、金属8成分について定量分析した。分析方法は下記により、元素毎の測定条件によって行った。
[Analysis method]
Quantitative analysis was performed on the total sulfur, elution, pH, 14 anions / cations, and 8 metals as elution components. The analysis method was as follows according to the measurement conditions for each element.

以下の1)項は、実施例4における主体であり、3)項、5)項は、関連する重要な項目である。
1)ICP発光分析法12による全硫黄(Total−S:T−S)は、真空紫外の分析(185nm以下の波長)、窒素ガスを分光・測光部22内に導入し測定する。
[装置:セイコーインスルメンツ株式会社(登録商標)製ICP発光分光分析装置SPS 3100]
2)電気伝導度、pHの測定:25℃における2成分同時測定
[装置:東亜ディーケーケー株式会社(登録商標)製MM−60R]
3)イオンクロマトグラフィー法13による陰・陽イオン・有機酸イオンの14成分の分析
[装置:DIONEX(登録商標)社製DX−320、グラジェント法適用タイプ。主な陰イオン・陽イオン分析用[分離カラムIon Pac AS17C、Ion Pac CS14溶離液KOH・EG40溶離液ジェネレータ使用]]
4)ICP発光分析法12による金属成分の8成分同時分析
[装置:セイコーインスルメンツ株式会社(登録商標)製ICP発光分光分析装置SPS 3100]
以上の分析法の定量下限:ppb(0.01>)、Pb=0.05>、T−S=0.05
5)有機成分を含む全硫黄分析方法に関する水質分析
(1)固相マイクロ抽出(SPME)法;
(2)GC−MS測定; GC−MS測定を以下の装置にて行った。
[装置:島津製作所(登録商標)株式会社製GC−MS QP5050A]
The following item 1) is the main body in Example 4, and items 3) and 5) are related important items.
1) Total sulfur (Total-S: TS) by the ICP emission analysis method 12 is measured by introducing vacuum gas into the spectroscopic / photometric unit 22 in a vacuum ultraviolet analysis (wavelength of 185 nm or less).
[Apparatus: ICP emission spectrometer SPS 3100 manufactured by Seiko Instruments Inc. (registered trademark)]
2) Measurement of electric conductivity and pH: Simultaneous measurement of two components at 25 ° C
[Equipment: MM-60R manufactured by Toa DKK Corporation (registered trademark)]
3) Analysis of 14 components of anion, cation and organic acid ion by ion chromatography method 13
[Apparatus: DX-320 manufactured by DIONEX (registered trademark), gradient method application type. For main anion / cation analysis [Separation column Ion Pac AS17C, Ion Pac CS14 eluent KOH / EG40 eluent generator used]
4) Eight component simultaneous analysis of metal components by ICP emission analysis method 12
[Apparatus: ICP emission spectrometer SPS 3100 manufactured by Seiko Instruments Inc. (registered trademark)]
Lower limit of quantification of the above analytical methods: ppb (0.01>), Pb = 0.05>, TS = 0.05
5) Water quality analysis for total sulfur analysis method including organic components
(1) Solid phase microextraction (SPME) method;
(2) GC-MS measurement; GC-MS measurement was performed with the following apparatus.
[Apparatus: GC-MS QP5050A manufactured by Shimadzu Corporation (registered trademark)]

[結果について]
表3は、溶出成分の無機成分について全硫黄、電気伝導度、pH、陰・陽イオン成分、金属成分の定量分析した結果(試験1回目と2回目)を示す。図10は試験(1回目)と(2回目)のSO 2−の主な成分の関係を示す。図11は試験(1回目)と(2回目)の全硫黄の主な成分の関係を示す。図10および11で縦軸は濃度(ppm)、横軸は試験1回目、2回目の区別を示す。
[About the results]
Table 3 shows the results of the quantitative analysis of total sulfur, electrical conductivity, pH, anion / cation component, and metal component (first and second tests) for the inorganic components of the eluted components. FIG. 10 shows the relationship between the main components of SO 4 2− in the test (first time) and (second time). FIG. 11 shows the relationship between the main components of total sulfur in the tests (first time) and (second time). 10 and 11, the vertical axis represents the concentration (ppm), and the horizontal axis represents the first and second tests.

Figure 2010286427
Figure 2010286427

[試験(1回目)と(2回目) の主な成分の関係]
表3および図10、11に示されるように、T−S(全硫黄)は、SO 2−とベンゾチアゾール、メルカプトベンゾチアゾール等の基材由来のものである。ICP発光分析法12によるT−S定量下限ppb:0.05>、金属成分の定量下限ppb:0.01>、Pbの定量下限ppb=0.05>とイオンクロマトグラフィー法13によるイオン分析は、定量下限ppb:1ppbである。
[Relationships between main components of the test (first time) and (second time)]
As shown in Table 3 and FIGS. 10 and 11, TS (total sulfur) is derived from a substrate such as SO 4 2− and benzothiazole, mercaptobenzothiazole. Ion analysis by the ion chromatography method 13 with a TS quantification lower limit ppb: 0.05>, a metal component quantification lower limit ppb: 0.01>, a Pb quantitation lower limit ppb = 0.05> by the ICP emission analysis method 12. The lower limit of quantification is ppb: 1 ppb.

硫黄系有機物は、B試験で多く、メルカプトベンゾチアゾールが25.0mg/Lおよび19.0mg/L検出された。メルカプトベンゾチアゾールは加硫促進剤であると考えられる。メルカプトベンゾチアゾールに示される定量下限が0.1mg/Lレベルである。   The amount of sulfur-based organic substances was large in the B test, and mercaptobenzothiazole was detected at 25.0 mg / L and 19.0 mg / L. Mercaptobenzothiazole is considered to be a vulcanization accelerator. The lower limit of quantification shown for mercaptobenzothiazole is the 0.1 mg / L level.

A試験の加湿器溶出成分:
試験の1回目に比べて2回目の溶出成分は、測定項目の電気伝導度、pHおよび主な成分[Si、SO 2−、Cl、T−S(全硫黄)、重金属の一部〕は減る傾向にある。Si、SO 2−、T−S(全硫黄)は、構造材のSilicon由来、無機系、有機系による成分が多い。特に多いSiは析出に繋がると思われ、他は腐食要因になると考える。
A test humidifier elution components:
Compared to the first test, the second elution component is the electrical conductivity, pH and main components of the measurement items [Si, SO 4 2− , Cl , TS (total sulfur), part of heavy metals]. Tend to decrease. Si, SO 4 2− , and T—S (total sulfur) have many components derived from the silicon of the structural material, inorganic and organic. In particular, a large amount of Si is thought to lead to precipitation, and the other is considered to cause corrosion.

B試験の加湿器溶出成分:
試験の1回目に比べて2回目溶出成分は、測定項目の電気伝導度および主な成分Si、[SO 2−、T−S(全硫黄)、Si、Cl]は減る傾向にある。特に重金属は含有量が少ない。特に多い全硫黄はメルカプトベンゾチアゾールが19〜25mg/Lレベルで検出されたものである。無機イオンは腐食要因になると思われる。各加湿器で使用している構造材料によって溶出物が異なる。これらの成分は、吸着や腐食が考えられ、電池性能に影響を与えるような溶出物となり、実施例4は、硫黄等の成分を含む水質分析評価に有効である。
B test humidifier elution components:
Compared to the first test, the second elution component tends to decrease the electrical conductivity of the measurement items and the main components Si, [SO 4 2− , T—S (total sulfur), Si, Cl ]. Heavy metal content is particularly low. A particularly large amount of total sulfur is one in which mercaptobenzothiazole is detected at a level of 19 to 25 mg / L. Inorganic ions are considered to be a cause of corrosion. The eluate varies depending on the structural material used in each humidifier. These components are considered to be adsorbed and corroded and become an eluate that affects the battery performance. Example 4 is effective for water quality analysis and evaluation including components such as sulfur.

以上より、本発明の実施例4によれば、実施例1ないし3の硫黄および全硫黄の測定方法における各水質成分評価を共に行い、これらの結果に基づき全硫黄を分析して水質成分評価をすることを特徴とする硫黄および全硫黄の測定方法を実施した。詳しくは、加湿器用材料は構造材料の有機膜からなり、抽出液中の硫黄成分をICP発光分析法12で測定し、無機化合物の硫黄を含むイオン種と有機化合物質量の硫黄を含む結果も求めて、これを基に全硫黄を分析して水質を評価することを特徴とする硫黄および全硫黄の測定方法である。実施例4では、ICP発光分析法12で硫黄を測定し、例えば上記試料液で発光線強度180.734nmによって成分濃度を測定している効果が得られる。この硫黄(S=180.734nm)の発光線波長は真空紫外領域であり、分光・測光部22内を窒素置換する等の測定条件を行なう。分析検査の方法は、発光強度と硫黄の濃度(例:ppm)との関係を検量線化し、これを適用して行う定量分析方法の効果が得られる。さらにICP発光分析法12では、硫黄と同時に他の元素についてもpH、電導率、イオン成分、重金属を含む成分の分析条件を検討して求めることもでき、中空糸加湿器モジュール水の水質成分評価ができるという効果も得られる。以上により、実施例4における固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)からの加湿器用水中に溶出する硫黄等の成分を含む水質分析評価方法は、ICP発光分析法12による硫黄分析とイオンクロマトグラフィー法13による無機化合物の硫黄由来のイオン種とガスクロマトグラフィー・質量分析法14による有機化合物の形態別の成分を確立した。本発明の加湿器用水は、上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の原理を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもかまわないことは勿論である。   As mentioned above, according to Example 4 of this invention, each water quality component evaluation in the measuring method of sulfur of Example 1 thru | or 3 and total sulfur is performed together, Based on these results, total sulfur is analyzed and water quality component evaluation is performed. A method for measuring sulfur and total sulfur was carried out. Specifically, the humidifier material is composed of an organic film as a structural material, and the sulfur component in the extract is measured by ICP emission analysis method 12, and the result including the ionic species containing sulfur of the inorganic compound and the sulfur of the organic compound mass is also obtained. Based on this, total sulfur is analyzed to evaluate water quality, and this is a method for measuring sulfur and total sulfur. In Example 4, an effect is obtained in which sulfur is measured by the ICP emission analysis method 12, and for example, the component concentration is measured by the emission liquid intensity of 180.734 nm in the sample solution. The emission line wavelength of this sulfur (S = 180.734 nm) is in the vacuum ultraviolet region, and measurement conditions such as nitrogen substitution in the spectroscopic / photometric unit 22 are performed. The analytical inspection method can obtain the effect of a quantitative analysis method performed by applying a calibration curve to the relationship between emission intensity and sulfur concentration (eg, ppm). Furthermore, in the ICP emission analysis method 12, other elements as well as sulfur can be obtained by examining the analysis conditions of components including pH, conductivity, ionic components, heavy metals, and evaluation of water quality components of hollow fiber humidifier module water The effect that it can do is also acquired. As described above, the water quality analysis and evaluation method including components such as sulfur eluted in the humidifier water from the polymer electrolyte fuel cell (PEFC) in Example 4 is the sulfur analysis by the ICP emission analysis method 12 and the ion chromatography method. Ion species derived from sulfur of inorganic compounds according to 13 and components according to the form of organic compounds according to gas chromatography / mass spectrometry 14 were established. The humidifier water of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications may be made without departing from the principle of the present invention.

図12は、実施例5における測定システム90を示す。図12では省略しているが、本測定システム90も通常の固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)システムと同様に、改質系機器、電池スタック、熱交換器、回転機等の補機類から構成される。図12に示される高分子電解質膜100にはフッ素系の陽イオン交換膜が用いられ、PEFCアノード98とPEFCカソード99との接合体をセパレーター(不図示)により挟んで単セルが構成される。この固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)では、燃料供給部95から供給される主に水素を含有するガスが純水タンク94から供給される水と共に加湿器92aに送られ、湿度が調整された後にPEFCアノード98に供給される。空気送風用ポンプ101からの空気も同様に加湿器92bを介して湿度が調整された後、PEFCカソード99に供給される。PEFCアノード98では水素がイオン化され、高分子電解質膜100を介してPEFCカソード99側へと移動する。PEFCカソード99側では主に上記水素イオンと電子および酸素とが反応して発電され、同時に水が生成される。生成された生成水は、各々PEFCアノード98側の排出水ドレンタンク96とPEFCカソード99側の排出水ドレンタンク97とに回収される。   FIG. 12 shows a measurement system 90 in the fifth embodiment. Although omitted in FIG. 12, this measurement system 90 also has auxiliary equipment such as reforming equipment, a battery stack, a heat exchanger, a rotating machine, and the like, as in a normal polymer electrolyte fuel cell (PEFC) system. Consists of A fluorine-based cation exchange membrane is used for the polymer electrolyte membrane 100 shown in FIG. 12, and a single cell is configured by sandwiching a joined body of a PEFC anode 98 and a PEFC cathode 99 with a separator (not shown). In this polymer electrolyte fuel cell (PEFC), a gas mainly containing hydrogen supplied from the fuel supply unit 95 is sent to the humidifier 92a together with water supplied from the pure water tank 94, and the humidity is adjusted. After that, it is supplied to the PEFC anode 98. Similarly, the air from the air blowing pump 101 is supplied to the PEFC cathode 99 after the humidity is adjusted through the humidifier 92b. Hydrogen is ionized at the PEFC anode 98 and moves to the PEFC cathode 99 side through the polymer electrolyte membrane 100. On the PEFC cathode 99 side, the hydrogen ions, electrons and oxygen mainly react to generate power, and at the same time, water is generated. The generated water is recovered in the drain water drain tank 96 on the PEFC anode 98 side and the drain water drain tank 97 on the PEFC cathode 99 side, respectively.

図12において、符号92aおよび92bは実施例1ないし4で説明した硫黄および全硫黄の測定方法における各水質成分評価の測定方法の対象となる加湿器、91aおよび91bは上記測定方法に使用する試料採取ポート、93aおよび93bは上記測定方法に使用する凝集水タンクである。図12に示されるように、加湿器92aからPEFCアノード98側へ供給されるガスラインにおいて、分岐して試料採取ポート91aを介し加湿器用水が凝集水タンク93aへ採取される。同様に、加湿器92bからPEFCカソード99側へ供給されるガスラインにおいて、分岐して試料採取ポート91bを介し加湿器用水が凝集水タンク93bへ採取される。実施例1ないし4では加湿器用水は、加湿器モジュールを密閉して採取されたが、実施例5では上述のように試料採取ポート91a等から採取される。通常運転中は試料採取ポート91aおよび91bは閉状態とし、定期的に電力使用量が少ない時間帯を選んで開状態として加湿器用水を採取することが好適である。その理由は、加湿器92a等から加湿されたガスが排出され、そのガス中の水分を凝集させるため、試料採取には時間を要する。この結果、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)へのガスの供給量が減少することになり、発電効率が下がるためである。   In FIG. 12, reference numerals 92a and 92b are humidifiers that are targets of the measurement methods for evaluating water quality components in the sulfur and total sulfur measurement methods described in Examples 1 to 4, and 91a and 91b are samples used in the measurement method. The collection ports 93a and 93b are flocculated water tanks used in the measurement method. As shown in FIG. 12, in the gas line supplied from the humidifier 92a to the PEFC anode 98 side, the water for the humidifier branches and is collected into the condensed water tank 93a through the sample collection port 91a. Similarly, in the gas line supplied from the humidifier 92b to the PEFC cathode 99 side, the water for the humidifier is branched and collected in the condensed water tank 93b via the sample collection port 91b. In Examples 1 to 4, the humidifier water is collected by sealing the humidifier module, but in Example 5, it is collected from the sample collection port 91a and the like as described above. During normal operation, it is preferable that the sampling ports 91a and 91b are closed and the humidifier water is collected periodically by selecting a time zone in which the amount of power used is small and opening it. The reason is that the humidified gas is discharged from the humidifier 92a and the like, and moisture in the gas is condensed, so that it takes time to collect the sample. As a result, the amount of gas supplied to the solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) decreases, and the power generation efficiency decreases.

凝集水タンク93aおよび93bに採取された加湿器用水を対象として、実施例1ないし4で説明した硫黄および全硫黄の測定方法における各水質成分評価の測定方法が実施される。この結果、本測定システム90では高分子電解質膜100へ供給される加湿器用水の適正な管理が行われるため、高性能な固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)を実現することができる。言い換えれば、加湿器92a等から抽出される加湿器用水を対象として、実施例1ないし4で説明した硫黄および全硫黄の測定方法における各水質成分評価の測定方法が実施されることにより、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高性能運転を維持することができる。即ち、実施例1ないし4で説明した硫黄および全硫黄の測定方法における各水質成分評価の測定方法により管理された水質の加湿器用水を用いた高性能な固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)を実現することができる。   For the humidifier water collected in the condensed water tanks 93a and 93b, the measurement methods for evaluating each water quality component in the method for measuring sulfur and total sulfur described in Examples 1 to 4 are implemented. As a result, in the present measurement system 90, the humidifier water supplied to the polymer electrolyte membrane 100 is appropriately managed, so that a high-performance solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) can be realized. In other words, with respect to the humidifier water extracted from the humidifier 92a and the like, the measurement method of each water quality component evaluation in the sulfur and total sulfur measurement methods described in Examples 1 to 4 is performed, so that The high performance operation of the molecular electrolyte fuel cell (PEFC) can be maintained. That is, a high-performance solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) using water for a humidifier managed by the measurement method of each water quality component evaluation method in the sulfur and total sulfur measurement methods described in Examples 1 to 4 Can be realized.

本発明の活用例として、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の加湿器用水の水質成分測定における硫黄および全硫黄の測定に適用することができる。   As an application example of the present invention, the present invention can be applied to the measurement of sulfur and total sulfur in the measurement of water quality components in humidifier water of a polymer electrolyte fuel cell (PEFC).

11 水質成分測定試料、12 ICP発光分析法、 13 イオンクロマトグラフィー法、 14 ガスクロマトグラフィー・質量分析法、 15
データ整理、 21 光源部、 22 分光・測光部、 23 制御・演算・記録部、 24 制御系、 25 増幅演算部、 26 データ記録部、 30 ICP発光分析装置、 31 分析試料溶液、 32 Arキャリヤーガス、 33 Ar補助ネブライザ、 34 Arプラズマガス、 35 石英トーチ、 36 誘導コイル、 37 Arプラズマ、 38 発光線、 39 回折格子、 40 光電子増倍管(信号出力)、 41 窒素雰囲気、 42 集光系、 51 試料導入バルブ、 52 溶離液、 53 分離カラム(ガードカラム)、 54 分離カラム、 55 除去カラム(サプレッサー)、 56 検出セル、 57 排液、 58 データ処理装置、 61 送液部、 62 分離部、 63 検出部、 64 データ処理部・記録部、 65 ポンプ、 80 GC、 81 インターフェース、 82 MS、 83 注入口、 84 カラム、 85 試料、 86 イオン源、 87 四重極電極、 88 2次電子増倍管、 90 測定システム、 91a、91b 資料採取ポート、 92a、92b 加湿器、 93a、93b 凝集水タンク、 94 純粋タンク、 95 燃料供給部、 96、97 排出水ドレンタンク、 98 PEFCアノード、 99 PEFCカソード、 100 高分子電解質膜、 101 空気送風用ポンプ。
11 Water quality component measurement sample, 12 ICP emission analysis method, 13 Ion chromatography method, 14 Gas chromatography / mass spectrometry method, 15
Data organization, 21 light source unit, 22 spectroscopic / photometric unit, 23 control / calculation / recording unit, 24 control system, 25 amplification calculation unit, 26 data recording unit, 30 ICP emission analyzer, 31 analysis sample solution, 32 Ar carrier gas , 33 Ar auxiliary nebulizer, 34 Ar plasma gas, 35 quartz torch, 36 induction coil, 37 Ar plasma, 38 emission line, 39 diffraction grating, 40 photomultiplier tube (signal output), 41 nitrogen atmosphere, 42 condensing system, 51 Sample introduction valve, 52 Eluent, 53 Separation column (guard column), 54 Separation column, 55 Removal column (suppressor), 56 Detection cell, 57 Drain, 58 Data processing device, 61 Liquid feeding unit, 62 Separation unit, 63 detector, 64 data processor / recorder, 65 pump, 80 GC, 81 interface, 8 MS, 83 inlet, 84 column, 85 sample, 86 ion source, 87 quadrupole electrode, 88 secondary electron multiplier, 90 measurement system, 91a, 91b data collection port, 92a, 92b humidifier, 93a, 93b Coagulated water tank, 94 pure tank, 95 fuel supply section, 96, 97 drain water drain tank, 98 PEFC anode, 99 PEFC cathode, 100 polymer electrolyte membrane, 101 pump for air blowing.

特開平9−126999号公報JP-A-9-126999 特開2006−78226号公報JP 2006-78226 A

「ICP(誘導結合プラズマ)発光分析装置」、Tiri News、 2008、vol.027 。"ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectrometer", Tiri News, 2008, vol.027. 「有機化合物中の微量「硫黄/ハロゲン」測定」、Technical News、TN093、2001-4.株式会社住化分析センター。“Measurement of trace amounts of sulfur / halogen in organic compounds”, Technical News, TN093, 2001-4. Sumika Chemical Analysis Center.

Claims (6)

無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄及び全硫黄の測定方法であって、該加湿器で用いられている構造材料は有機膜からなり、
加湿器用水から抽出した抽出液中の硫黄成分を、内部が不活性ガスで置換された分光器を用いた誘導結合プラズマ(ICP)発光分析法で測定し、水質成分評価をすることを特徴とする硫黄及び全硫黄の測定方法。
Sulfur and total in water quality measurement of humidifier water supplied from humidifier to polymer electrolyte membrane of solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing sulfur-based ionic species of inorganic compound and sulfur of organic compound component A method for measuring sulfur, wherein the structural material used in the humidifier comprises an organic film,
The sulfur component in the extract extracted from the humidifier water is measured by inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry using a spectroscope whose inside is replaced with an inert gas, and the water quality component is evaluated. To measure sulfur and total sulfur.
無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄及び全硫黄の測定方法であって、該加湿器で用いられている構造材料は有機膜からなり、
加湿器用水中の前記構造材料に含まれる無機化合物は水溶性イオン成分を純水で抽出し、硫黄由来のイオン種をイオンクロマトグラフィー法で同時に分析測定し、水質成分評価をすることを特徴とする硫黄及び全硫黄の測定方法。
Sulfur and total in water quality measurement of humidifier water supplied from humidifier to polymer electrolyte membrane of solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing sulfur-based ionic species of inorganic compound and sulfur of organic compound component A method for measuring sulfur, wherein the structural material used in the humidifier comprises an organic film,
The inorganic compound contained in the structural material in the water for humidifiers is characterized by extracting water-soluble ionic components with pure water and simultaneously analyzing and measuring sulfur-derived ionic species by an ion chromatography method to evaluate water quality components. Method for measuring sulfur and total sulfur.
無機化合物の硫黄系イオン種と有機化合物成分の硫黄とを含む、固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)の高分子電解質膜へ加湿器から供給される加湿器用水の水質成分測定における硫黄及び全硫黄の測定方法であって、該加湿器で用いられている構造材料は有機膜からなり、
加湿器用水中の有機化合物成分を固相マイクロ抽出法で抽出し、硫黄由来の有機化合物質をガスクロマトグラフィー・質量分析法で測定し、水質成分評価をすることを特徴とする硫黄及び全硫黄の測定方法。
Sulfur and total in water quality measurement of humidifier water supplied from humidifier to polymer electrolyte membrane of solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC) containing sulfur-based ionic species of inorganic compound and sulfur of organic compound component A method for measuring sulfur, wherein the structural material used in the humidifier comprises an organic film,
Extracting organic compound components in humidifier water by solid-phase microextraction method, measuring organic compounds derived from sulfur by gas chromatography / mass spectrometry, and evaluating water component Measuring method.
請求項1、2及び3記載の硫黄及び全硫黄の測定方法における各水質成分評価を共に行い、これらの結果に基づき全硫黄を分析して水質成分評価をすることを特徴とする硫黄及び全硫黄の測定方法。   Sulfur and total sulfur characterized in that each water quality component in the sulfur and total sulfur measurement method according to claim 1, 2 and 3 is evaluated, and based on these results, total sulfur is analyzed to evaluate water quality components. Measuring method. 請求項1乃至4のいずれかに記載の硫黄及び全硫黄の測定方法における各水質成分評価の測定方法の対象となる加湿器、該測定方法に使用する試料採取ポート及び凝集水タンクを備えたことを特徴とする測定システム。   A humidifier, a sampling port used for the measurement method, and a flocculated water tank are provided as a target for the measurement method of each water quality component evaluation in the sulfur and total sulfur measurement method according to any one of claims 1 to 4. Measuring system characterized by 請求項1乃至4のいずれかに記載の硫黄及び全硫黄の測定方法における各水質成分評価の測定方法により管理された水質の加湿器用水を用いたことを特徴とする固体高分子電解質形燃料電池(PEFC)。


5. A solid polymer electrolyte fuel cell characterized by using water for a humidifier controlled by a measuring method for evaluating each water quality component in the method for measuring sulfur and total sulfur according to any one of claims 1 to 4. (PEFC).


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