JP2017045549A - 燃料電池のシミュレーション方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サイクリックボルタモグラムの水素吸着量から白金の表面積を算出し、フル加湿におけるターフェルプロットから交換電流密度を算出し、ターフェルプロットの相対湿度依存性から、白金表面積の利用率を算出して白金表面積の利用率の相対湿度依存性を決定することで、全相対湿度領域で高精度に触媒層の性能を模擬する燃料電池のシミュレーションが可能とし、無加湿運転のような極端に乾燥した条件においても、高精度に燃料電池のシミュレーションが可能となる。
【選択図】図3
Description
本発明における触媒層のシミュレーションモデルであって、電気化学反応の速度係数を用いたモデルを(数1)に表した。
も、高精度に燃料電池のシミュレーションが可能となる手段を以下に示す。
を決定することで、全相対湿度領域で高精度に触媒層の性能を模擬する燃料電池のシミュレーションが可能とし、無加湿運転のような極端に乾燥した条件においても、高精度に燃料電池のシミュレーションが可能となる。
k 電気化学反応の速度係数
Po2 酸素分圧
γcat 反応次数
α 移動係数
F ファラデー定数
η 反応過電圧
R 気体定数
T 温度
upt 白金表面積の利用率
S 白金の表面積
mpt 目付け量
jpt 交換電流密度
G 活性化エネルギー
ref 対応する物理量の参照値
Claims (2)
- アノードを構成するアノード側触媒層およびアノード側ガス拡散層と、カソードを構成するカソード側触媒層およびカソード側ガス拡散層と、前記アノード側触媒層と前記カソード側触媒層との間に配置された電解質膜と、前記アノード側ガス拡散層と接触する面に燃料流路が形成されたアノード側セパレータと、前記カソード側ガス拡散層と接触する面に酸化剤流路が形成されたカソード側セパレータとを備えたセルを積層した燃料電池の電池性能を算出する燃料電池のシミュレーション方法であって、
前記カソード側触媒層における電気化学的な白金表面積の利用率と相対湿度の依存関係を考慮して、電池性能を算出する燃料電池のシミュレーション方法。 - 前記電気化学的な白金表面積の利用率と相対湿度の依存関係は、電気化学測定における水素吸着量と、複数のセル温度毎に前記セルに流入する反応ガスの相対湿度を複数変更して得られるターフェルプロットとの結果により算出される請求項1に記載の燃料電池のシミュレーション方法。
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