JP2016510487A - 燃料電池積層体用の密封装置 - Google Patents

Abstract

燃料電池積層体アセンブリは、燃料電池の積層体を備え、各燃料電池が積層体の換気面に配設された入力／出力換気開孔を有する気流導管を有し、換気開孔が積層体の該換気面の上に配列を形成する。膜は、換気面が塞がれている第１の構成と換気面が塞がれていない第２の構成との間で移動可能である。膜は、第１の構成と第２の構成との間で巻き取り可能である。それにより、燃料電池積層体の換気は、例えば、燃料電池起動及び／もしくは停止手順中、または燃料電池の水和制御のために、膜の位置によって制御される。

Description

本発明は、積層体構造で配設された電気化学燃料電池に関し、具体的には、かかる燃料電池積層体を換気するための気流系に関する。

従来の電気化学燃料電池は、燃料及び酸化剤を、概して両方とも気体流の形態で、電気エネルギー及び反応生成物に変換する。水素及び酸素を反応させるための一般的なタイプの電気化学燃料電池は、プロトン交換膜（ＰＥＭ）としても既知である高分子イオン移動膜を膜電極接合体（ＭＥＡ）内に備え、燃料及び空気が膜のそれぞれの側面の上を通過させられる。プロトン（すなわち、水素イオン）は、膜を通じて伝導され、燃料電池の陽極及び陰極を接続する回路を通じて伝導された電子によってバランスが保たれる。利用可能電圧を増加させるために、別個の陽極及び陰極の流体流路で配列された、いくつかの直列接続したＭＥＡを備える積層体が形成される。そのような積層体は典型的に、積層体の両端における終板によって、ともに保持された多数の個々の燃料電池板を備えるブロックの形態である。

燃料及び酸化剤の反応が熱ならびに電力を発生させるため、燃料電池積層体は、燃料電池への損傷を避けるために、動作温度に達すると冷却することが必要である。冷却は、燃料電池積層体を通じて空気を強制的に送り込むことによって実現され得る。開陰極積層体では、酸化剤流路及び冷却剤流路は同じであり、すなわち、陰極流体流路を通じて空気を強制的に送り込むことにより、酸化剤を陰極に供給すること、及び積層体を冷却することの両方が行われる。より低い電力用途、または低需要期間では、冷却及び酸化剤供給は代替的に、空気を酸化剤／冷却剤流路に拡散することによって、すなわち、強制換気なしで提供されてもよい。他の燃料電池積層体では、酸化剤空気は、例えば、冷却水回路によって提供され得る冷却機構とは別に提供されてもよい。

本発明は、これらの燃料電池積層体型のすべてに適用可能である。

燃料電池積層体の起動もしくは停止中、または非常に冷たい周囲状態の期間中、陰極流体流路を通じて空気の流れを防ぐか、または制限することが有用であり得る。弁またはシャッターを用いて陰極流体流路を通る気流を制御するための様々な方法が先行技術において提案された。コンパクトかつ効率的な代替手法を提供することが本発明の目的である。

燃料電池に見出される膜、触媒材料、及び拡散媒体はまた、時間とともに燃料電池積層体の性能を低下させ得る外部源から汚染の影響を受けやすい可能性がある。微粒子及び他の空気汚染物質から、または触媒を汚染し得る気体から燃料電池の繊細な部分の曝露を制限することが望ましい。特に、燃料電池積層体を輸送するとき、かつ燃料電池積層体環境が制御されていないとき（例えば、過渡的または一時的空気汚染からの汚染の危険性があるとき）などの不使用の期間中、陰極流体流路への気流路を塞ぐことが望ましい。燃料電池積層体の繊細な部分を汚染に曝露することを制限するコンパクトかつ効率的な方法を提供することが本発明の目的である。

一態様によれば、本発明は、
燃料電池の積層体であって、各燃料電池が積層体の換気面に配設された入力／出力換気開孔を有する気流導管を有し、換気開孔が積層体の該換気面の上に配列を形成する、燃料電池の積層体と、
換気面が塞がれている第１の構成と換気面が塞がれていない第２の構成との間で移動可能である膜と、を備える燃料電池積層体アセンブリを提供する。

膜は、第１の構成と第２の構成との間で巻き取り可能である。膜は、その上に配設されるときに換気面を曝露するように構成された少なくとも１つの開孔を提供する第１の部分と、その上に配設されるときに換気面を塞ぐように構成された第２の部分とを備える。燃料電池積層体アセンブリは、膜が第１の構成にあるとき、巻き取られた状態で膜の第１の部分を受容するための第１のレセプタクルをさらに含み得る。燃料電池積層体アセンブリは、膜が第２の構成にあるとき、巻き取られた状態で膜の第２の部分を受容するための第２のレセプタクルをさらに含み得る。第１のレセプタクルは、換気面の周縁部に配設され得る。第１及び第２のレセプタクルは、換気面の対向する周縁部上に配設され得る。燃料電池積層体アセンブリは、第１の構成と第２の構成との間で膜を駆動するように構成されたモーターをさらに含み得る。燃料電池積層体アセンブリは、換気面の周囲に配設された周縁シールをさらに含み得、膜は、少なくとも第１の構成で、周縁シールとの係合のために位置決めされる。膜は、第１の構成への移動中に周縁シールの少なくとも一部との摺動係合のために位置決めされ得る。コントローラは、燃料電池起動及び／または停止手順の一部として第１の構成と第２の構成との間で膜を動作させるように構成され得る。膜は、燃料電池積層体の各セル内のいくつかの気流導管が塞がれ、かつ燃料電池積層体の各セル内の他の気流導管が塞がれていない中間構成に移動可能であり得る。膜は、燃料電池積層体内の第１の選択されたセルの気流導管が塞がれ、かつ燃料電池積層体内の第２の選択されたセルの気流導管が塞がれていない構成に移動可能であり得る。コントローラは、燃料電池の水和レベルに従って膜構成間で膜を動作させるように構成され得る。

別の態様によれば、本発明は、
燃料電池の積層体上に移動可能な膜を取り付けるステップであって、各燃料電池が積層体の換気面に配設された入力／出力換気開孔を有する気流導管を有し、換気開孔が積層体の前記換気面の上に配列を形成する、ステップと、
換気面が塞がれている第１の構成と換気面が塞がれていない第２の構成との間で膜を駆動するステップと、を含む、燃料電池積層体アセンブリを動作させる方法を提供する。

本発明の実施形態はここで、例として、かつ添付の図面を参照して記載される。

換気面が膜によって塞がれた燃料電池積層体の斜視図を示す。 換気面が膜によって塞がれていない図１の燃料電池積層体の斜視図を示す。 エラストマー周縁シールを有する換気面フレームの正面図を示す。 膜レセプタクルが１つの縁部に配設された図３の換気面フレームの一部分の斜視図を示す。 図４の膜レセプタクルの拡大部分の斜視図を示す。 図１〜５のシステムで使用するための巻き取られていない膜の斜視図を示す。

本明細書を通して、「上部」、「下部」、「水平な」、「垂直な」、「左」、「右」、「上」、「下」、「前」、「後ろ」等の相対的配向及び位置、ならびにこれらのあらゆる形容詞及び副詞派生語に関する記述子は、図１及び２で提示されたような燃料電池積層体の配向という意味で使用される。しかしながら、そのような記述子は、記載または特許請求される発明の使用目的または配向を何ら限定することを意図しない。

図１及び２は、積層体の前面で図２で見える換気面２を集合的に提示する個々の燃料電池１６の積層体を備える燃料電池積層体１を示す。対応する換気面は、例えば、積層体が積層体を通じて強制換気を必要とする設計である場合、積層体の裏面に存在し得る。換気面２は概して、複数の燃料電池１６の換気開孔の配列を備え、これは、酸化剤空気が各セル１６内の陰極流体流路への入力及び／またはそれからの出力であることを可能にする。これにより、酸化剤は各セル１６の膜電極接合体に達し、かつ／または加湿空気はＭＥＡから放出されることができる。図２に示されるように、個々のセル１６は各々、水平面を占有し、換気面２は、すべてのセル１６の縁部に対応する。しかしながら、代替の構成では、個々のセル１６は各々、垂直面を占有し得る。

様々な燃料電池支持系統３が燃料電池積層体の面及びその周囲に配設されてもよい。
中に１つ以上の開口部５ａ、５ｂ、５ｃを有するフレーム４が換気面２上に位置決めされ、換気面２へ空気を通過させる。フレーム４は、換気面２が塞がれている第１の構成（図１）と換気面２が塞がれていない第２の構成（図２）との間で移動可能である可撓性膜６（図１で見える）に対する筐体及びガイドとして機能を果たす。

一対のレセプタクル７、８の各自は、可撓性膜６の少なくとも一部で受容するためのチャンバ１３（図６で見える）を提供する。第１のレセプタクル７のチャンバ１３は、例えば、積層体換気面２が塞がれていないとき、膜６の閉塞部分を受容するように構成され得、第２のレセプタクル８のチャンバ１３は、例えば、積層体換気面２が塞がれるとき、膜６の非閉塞部分を受容するように構成され得る。図示されるような好ましい実施形態では、レセプタクル７、８は、円筒筐体として構成されるが、他の形状も可能である。

図３は、フレーム４の正面図を示し、第１のレセプタクル７及び第２のレセプタクル８と、開孔５ａ、５ｂ、５ｃと、フレームを燃料電池積層体１の前面に固着するボルトまたは他の機構のための固定点１８とを含む。フレーム４はまた、膜６に対して流体シールを提供するためのフレームの周囲に延在する周縁シール９を含む。さらなるシール（図示せず）は、開孔５ａ、５ｂ、５ｃを分割する柱１０で提供されてもよい。周縁シールの一例は、フレーム４の表面で保持チャネルの中に部分的に凹んだＯリングタイプのシールであり、Ｏリングの一部がフレームの表面に誇らしく位置する。フレーム４はまた、燃料電池積層体上の上部及び下部で典型的に見出される電流コレクタ板への気流を可能にするいくつかの開孔２０または切欠スロット２１を含み得る。

図４は、フレーム４、第１のレセプタクル７、開孔５ａ、５ｂ、５ｃ、及びフレーム４の前面１１からわずかに突出する周縁シール９の一部の斜視図を示す。開孔５ａ、５ｂ、５ｃの幅とおよそ一致するフレーム４の幅に延在するスロット１２、及び少なくとも周縁シール９への開孔を超える縁も見える。スロット１２により、膜６はレセプタクル７に出入りすることができ、膜を周縁シール９にぴったりと付けて保持する。対応するスロットはまた、フレーム４の上縁部に見出され、同様に、膜６は他方のレセプタクル８に出入りすることができる。

図５を参照すると、部分的に切り欠かれたフレーム４の斜視図は、膜６を受容するレセプタクル７の内部チャンバ１３を明らかにする。膜６は、スロット１２を経由してチャンバ１３に出入りし、このスロットは、膜を十分に張設し、それを適所に保持するが、それがスロット１２を通じて駆動されるとき、スロットシール間の膜の摺動通過を十分に妨げないように、スロットを通過する膜６を軽く把持する一対の対向するスロットシール１４、１５を組み込むことができる。

好ましくは、スロットシール１４、１５は、厚さ１００ミクロンのカプトンシート、もしくは厚さ５０ミクロンのステンレス鋼シート、または任意の他の低伸展性材料を含み、好適な潤滑油でコーティングされ得る。周縁シール９（及び柱１０における任意の他のシール）はまた、好適な潤滑油でコーティングされ得る。好ましくは、使用される任意の潤滑油または潤滑性コーティングは、ＭＥＡ等の燃料電池の化学的に繊細な構成要素を汚染し得る材料を含まない。シリコーンを含まない潤滑油が望ましいであろう。

図６は、巻き取られていない状態でフレーム４とともに使用するのに好適な膜６の斜視図を示す。膜６は、開孔５ａ、５ｂ、５ｃにわたって障壁または間仕切り壁を提供することによって換気面を塞ぐために使用され得る材料のシートを含む。図６に示される特定の構成では、膜６は、フレーム４内の開孔５ａ、５ｂ、５ｃに大きさ及び形状が概ね対応する開孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃを有する第１の部分６１を有する。膜６の第２の部分６３は、フレーム４内の開孔５ａ、５ｂ、５ｃの領域と少なくとも同じ大きさの領域にわたって切れ目がなく、または連続的であり、それにより適切な位置であるとき、フレーム内の開孔５ａ、５ｂ、５ｃを完全に塞ぎ、すなわち、封鎖することができる。

膜は好ましくは、第１のレセプタクル７または第２のレセプタクル８の中に受容されるとき、コンパクトなロールに巻き取り可能である。

膜６はまた、図３に関連して記載されるフレーム４内の開孔２０及び切欠スロット２１に対応するいくつかの別個の開孔２２または切欠スロット２３を含み得る。

通常の使用で、膜の部分６１、６３のうちの１つは、それぞれのレセプタクル７または８の中に受容されるが、他の部分６１、６３は、開孔５ａ、５ｂ、５ｃを画定するフレーム４にわたって延在する。したがって、「換気面開口」構成と見なされ得る第１の構成では、膜６の第１の部分６１は、開孔５ａ、５ｂ、５ｃを画定するフレーム４の部分の上にあり、膜６の第２の部分６３は、上部レセプタクル８内に巻き上げられる。「換気面閉鎖」構成と見なされ得る第２の構成では、膜６の第１の部分６１は、下部レセプタクル７内に巻き上げられ、膜６の第２の部分６３は、開孔５ａ、５ｂ、５ｃを画定するフレームの部分の上にあり、それによりこれらの開孔を塞ぐ。

レセプタクル７、８の各々は好ましくは、膜をチャンバ１３の中に引っ張り、かつそれをチャンバ内のスピンドルの周囲に巻き取るように構成されたモーター駆動構成を含む。モーター駆動構成は、各チャンバ内に配設されてもよく、または各レセプタクルの一方または両方の軸端に位置してもよい。膜の各端部で、すなわち、レセプタクル７、８の各々でモーターを提供することによって、膜は、適切なモーター駆動の引っ張る動作を用いて動作中に張力が維持され得る。この引っ張る動作は、反対側のレセプタクルに隣接した対向するスロットシール１４、１５を経た膜の通過によって加えられたあらゆる摩擦に対することができる。

輸送中に膜６の張力を維持する代替的方法が使用され得る。例えば、膜の両端におけるモーターは、他のモーターと反対に動作するように構成され、それにより膜／フレームの一方の端部で駆動トルクを、もう他方の端部で制動トルクを提供することができる。好ましくは、ブラシレスモーターは、燃料電池積層体の気流路への汚染の危険性を最小限にするために使用される。別の構成では、モーター駆動機構がレセプタクル７、８の一方で提供され、ばね付勢戻し機構が他方のレセプタクル７、８で提供され得る。このように、モーター駆動機構は、ばね付勢に対して一方向に膜の動作に動力を与え、ばね付勢は、反対方向に膜の動作に動力を与える。

膜６の位置決めは、いくつかの異なる方法で制御され得る。例えば、膜には、光センサー、もしくは機械センサー、または他のセンサーによって読み込まれ、計算され得る一連の長手方向に延在する穿孔（図示せず）が提供され得る。異なる穿孔の形状がまた、異なる位置に符号化され得る。あるいは、サーボ制御モーターが使用されている場合、膜の位置決めは、好適なモーターコントローラによって確立され得る。

一般的態様では、フレーム４は、レセプタクル７、８及び膜６とともに、燃料電池積層体１の換気面２を完全に塞ぐか、または部分的に塞ぐためのシャッター機構または閉塞機構を画定する。閉塞機構は、図１及び２で見える前側とは積層体の反対側などに、燃料電池積層体１の任意の他の換気面に繰り返され得る。各閉塞機構は、換気面２の一部のみに防壁を提供してもよく、複数のこのような閉塞機構は、燃料電池積層体の１つの換気面の異なる部分を塞ぐために使用され得る。

閉塞機構が燃料電池積層体の対向する換気面に提供される場合、閉塞機構は、反対方向に動作するように構成され得る。一方の閉塞機構は、上向き方向に膜６を巻き取ることによって換気面２を閉鎖するように構成され得るが、他方の閉塞機構は、下向き方向に対向する換気面を閉鎖するように構成され得る。このように、積層体内のすべてのセル１６への給気の停止または減少は、より短い時間で実現され得る。

多くの異なる膜の設計が使用され得る。第１の部分６１は、例えば、フレーム４内のそれぞれの開口部５ａ、５ｂ、５ｃとすべて同じ大きさであるか、またはそれらよりわずかに大きい開孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃを画定することによって、開口部５ａ、５ｂ、５ｃを完全に開口するように構成されてもよい。あるいは、第１の部分６１は、より制限的な開孔を画定することによって開口部５ａ、５ｂ、５ｃを少なくとも部分的に開口するように構成されてもよい。第２の部分６３は、開口部５ａ、５ｂ、５ｃを完全に遮断するように構成されてもよく、または開口部５ａ、５ｂ、５ｃの上で大きさまたは範囲が制限されたいくつかの小さい開孔を提供し得る。

別の構成では、膜６は、第１の部分６１及び第２の部分６３だけでなく他の部分を含み得る。これらの他の部分は、換気面２または複数の面が部分的に塞がれ得るように、完全に開口された程度と完全に閉鎖された程度との間の異なる様々な程度の閉塞を提供し得る。これは、例えば、いくつかのセルの水和レベルまたはいくつかのセルの一部を増加させるために、気流の一時的及び／または局所的減少を提供するように気流を減少させることが望ましいときに有用であり得る。膜６には、例えば、第３の部分及び第４の部分が提供される可能性があり、そこで、第３の部分が積層体内のセルの総数の第１の部分集合のみを塞ぎ、第４の部分が積層体内のセルの総数の第２の部分集合のみを塞ぐ。第１及び第２の部分集合は、相互排他的であり得る。このように、積層体内のセルは、集団で選択的に再水和され得る。制御機構は、積層体内のセルの水和レベルを監視し、及び／もしくは積層体内のセル電圧を監視し、かつ系統的再水和をもたらすために膜の位置決めを制御するように提供されてもよい。

膜６がセル１６の平面に平行な方向に移動する上述の別の構成では、各セル１６の換気開孔のうちの一部のみの閉塞が可能である。このように、積層体内の各セルの部分的閉塞は同時に、例えば、電力出力の低下に対して可能である。概して、膜は、各セル内のいくつかの気流導管が塞がれ、各セル内の他の気流導管が塞がれていない中間構成に移動可能であり得る。

膜６内の開孔（例えば、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ）は好ましくは、膜の前縁及び後縁がシール９、１４、１５の上、もしくはそれらを通じて、またはスロット１２を通じて通過するとき、引掛りの危険性を減少させる丸角または斜角を有する。

膜６は、任意の好適な可撓性材料から形成され得る。好ましくは、膜は、チャンバの中に巻き取られ得る。好ましくは、膜は、レセプタクル７、８等のレセプタクル内の１つ以上のキャプスタンの周囲に巻き取られ得る。好ましい材料は、非常に薄いシートでさえ、非常に低い酸素及び二酸化炭素透過性を提供するカプトンである。膜６に対する別の可能な材料は、ステンレス鋼シートもしくはフィルム、または他の金属シートもしくはフィルムである。好ましくは、使用される膜６は、燃料電池の繊細な部分に化学的に損傷を与え得る化合物の侵入に対する高度な保護を提供する膜である。容易に空気中にあり得るそのような化合物としては、硫化水素が挙げられる。

フレーム４は、膜６が燃料電池積層体１の換気面２に可能な限り近くに保たれるように、例えば、閉鎖される場合の膜と換気面を構成する個々のセルの多くの換気開孔との間で許可された空気の限定された循環があるように構成されてもよい。これを実現するために、膜６は、フレーム４の内面上、例えば、フレーム内のチャネルもしくは溝内、または積層体の換気面に最も近い後面上のシール９と係合してもよい。それにより膜６の縁部は、膜の前面及び後面の両方がフレーム４内の周縁シールとの摺動係合であるようにチャネルまたは溝内を移動するように構成されてもよい。

膜６を駆動するために使用されるモーターは、電気モーター、エアモーター、もしくは油圧モーター、または任意の他の好適な駆動機構であり得る。

本明細書に記載されるように膜閉塞機構の多くの便益及び様々な便益がある。膜閉塞機構により、積層体を強制換気し得るファンのスピンダウンを待つ必要がなく、またはファンのコストを増大させるそのようなファンに能動的制動系統を提供する必要がなく、燃料電池積層体を通じて気流の非常に迅速な停止が可能になる。積層体を通じた気流の迅速な停止は、停止過程の間、セルの過度の脱水を防ぐことができ、酸化剤供給の損失による電流出力の迅速な低下を強制することができる。過度の水分損失がない迅速な停止は、燃料電池ＭＥＡが水和されたままであるため、燃料電池積層体のはるかにより高速かつより効率的な再起動を提供することができる。本明細書に記載されるシステム等のシステムは、大きさに応じて好適なモーター駆動設備及び膜タイプを用いて、０．１〜０．５秒内の迅速な燃料電池積層体の換気面を閉鎖するように動作させることが予期される。しかしながら、より高速な時間またはより低速な時間を実現することが可能であり得る。閉塞機構はまた、積層体の水和をさらに制御するために積層体に空気脈動を提供するのに役立ち得る。

他の実施形態は意図的に、添付の特許請求の範囲の範囲内である。

Claims (15)

1. 燃料電池の積層体であって、各燃料電池が前記積層体の換気面に配設された入力／出力換気開孔を有する気流導管を有し、前記換気開孔が前記積層体の前記換気面の上に配列を形成する、燃料電池の積層体と、
   前記換気面が塞がれている第１の構成と前記換気面が塞がれていない第２の構成との間で移動可能な膜と、を備える、燃料電池積層体アセンブリ。
2. 前記膜は、前記第１の構成と前記第２の構成との間で巻き取り可能である、請求項１に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
3. 前記膜は、その上に配設されるときに前記換気面を曝露するように構成された少なくとも１つの開孔を提供する第１の部分と、その上に配設されるときに前記換気面を塞ぐように構成された第２の部分とを備える、請求項１に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
4. 前記膜が前記第１の構成にあるとき、巻き取られた状態で前記膜の第１の部分を受容するための第１のレセプタクルをさらに含む、請求項２に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
5. 前記膜が前記第２の構成にあるとき、巻き取られた状態で前記膜の第２の部分を受容するための第２のレセプタクルをさらに含む、請求項４に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
6. 前記第１のレセプタクルは、前記換気面の周縁部に配設される、請求項４に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
7. 前記第１及び第２のレセプタクルは、前記換気面の対向する周縁部上に配設される、請求項５に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
8. 前記第１の構成と前記第２の構成との間で前記膜を駆動するように構成されたモーターをさらに含む、請求項１に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
9. 前記換気面の周囲に配設された周縁シールをさらに含み、前記膜は、少なくとも前記第１の構成で、前記周縁シールとの係合のために位置決めされる、請求項１に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
10. 前記膜は、前記第１の構成への移動中に前記周縁シールの少なくとも一部との摺動係合のために位置決めされる、請求項９に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
11. 燃料電池起動及び／または停止手順の一部として前記第１の構成と前記第２の構成との間で前記膜を動作させるように構成されたコントローラをさらに含む、請求項１に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
12. 前記膜は、前記燃料電池積層体の各セル内のいくつかの気流導管が塞がれ、かつ前記燃料電池積層体の各セル内の他の気流導管が塞がれていない中間構成に移動可能である、請求項１に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
13. 前記膜は、前記燃料電池積層体内の第１の選択されたセルの気流導管が塞がれ、かつ前記燃料電池積層体内の第２の選択されたセルの気流導管が塞がれていない構成に移動可能である、請求項１に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
14. 前記燃料電池の水和レベル及び／またはセル電圧レベルに従って膜構成間で前記膜を動作させるように構成されたコントローラをさらに含む、請求項１２に記載の燃料電池積層体アセンブリ。
15. 燃料電池積層体アセンブリを動作させる方法であって、
    燃料電池の積層体上に移動可能な膜を取り付けるステップであって、各燃料電池が前記積層体の換気面に配設された入力／出力換気開孔を有する気流導管を有し、前記換気開孔が前記積層体の前記換気面の上に配列を形成する、ステップと、
    前記換気面が塞がれている第１の構成と前記換気面が塞がれていない第２の構成との間で前記膜を駆動するステップと、を含む、方法。

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