JP7092517B2 - 燃料電池用触媒層のシミュレーションモデル作成方法 - Google Patents
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Description
(1)燃料電池用触媒層のシミュレーションモデル作成方法におけるアイオノマーの配置方法であって、
(i)カーボン積層構造に関するデータを取得するステップ、
(ii)カーボン積層構造に存在する複数の空隙部に空隙サイズを設定するステップ、
(iii)空隙サイズの小さい空隙部から順に所定量よりも多いアイオノマーを配置するステップ、及び、
(iv)カーボン積層構造に配置されたアイオノマーが塊を形成している部分からアイオノマーをランダムに取り除いて、カーボン積層構造に配置されたアイオノマーの量が所定量になるように調整するステップ
を含む、アイオノマーの配置方法。
本明細書では、適宜図面を参照して本発明の特徴を説明する。図面では、明確化のために各部の寸法及び形状を誇張しており、実際の寸法及び形状を正確に描写してはいない。それ故、本発明の技術的範囲は、これら図面に表された各部の寸法及び形状に限定されるものではない。なお、本発明の燃料電池用触媒層のシミュレーションモデル作成方法におけるアイオノマーの配置方法は、下記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者がおこない得る変更、改良などを施した種々の形態にて実施することができる。
(i)のステップでは、燃料電池用触媒層の構造の基礎となるカーボン積層構造に関するデータを取得する。
(ii)のステップでは、(i)において取得したカーボン積層構造に関するデータに基づいて、カーボン積層構造に存在する複数の空隙部に空隙サイズを設定する。
(iii)のステップでは、空隙サイズの小さい空隙部から順に所定量よりも多いアイオノマーを配置させる。
(iv)のステップでは、カーボン積層構造に配置されたアイオノマーが塊を形成している部分からアイオノマーをランダムに取り除いて、カーボン積層構造に配置されたアイオノマーの量が所定量になるように調整する。
(1)カーボン積層構造に配置されたアイオノマーが塊を形成している部分をランダムに選択する。
(2)(1)で選択されたアイオノマー塊から、ランダムな量のアイオノマー、例えば、(iii)のステップにおいて設定された不均等パラメータと同等サイズのアイオノマー球を除去する。
(3)所定量に達するまで(1)~(2)を繰り返す。
(II)カーボン球表面部を認識する。
(III)厚み変数に1を設定する。
(IV)カーボン球表面部の周囲(距離=厚み変数)の何も存在しない空間に所定量に達するまでアイオノマーを配置する。
(V)アイオノマーの配置量が所定量に達しない場合、厚み変数+1として(IV)を繰り返す。
(ii)カーボン積層構造に存在する複数の空隙部に空隙サイズを設定した。
(iii)空隙サイズの小さい空隙部から順に所定量のアイオノマーを配置した。
(ii)カーボン積層構造に存在する複数の空隙部に空隙サイズを設定した。
(iii)不均等パラメータを設定し、空隙サイズの小さい空隙部から順に所定量よりも多いアイオノマーを配置した。
(iv)(1)カーボン積層構造に配置されたアイオノマー塊をランダムに選択した。(2)(1)で選択されたアイオノマー塊から、(iii)のステップにおいて設定された不均等パラメータと同等サイズのアイオノマー球を除去した。(3)所定量に達するまで(1)~(2)を繰り返した。
(II)カーボン球表面部を認識した。
(III)厚み変数に1を設定した。
(IV)カーボン球表面部の周囲(距離=厚み変数)の何も存在しない空間に所定量に達するまでアイオノマーを配置した。
(V)アイオノマーの配置量が所定量に達しない場合、厚み変数+1として(IV)を繰り返した。
Claims (3)
- 燃料電池用触媒層のシミュレーションモデル作成方法におけるアイオノマーの配置方法であって、
(i)カーボン積層構造に関するデータを取得するステップ、
(ii)カーボン積層構造に存在する複数の空隙部に空隙サイズを設定するステップ、
(iii)空隙サイズの小さい空隙部から順に所定量よりも多いアイオノマーを配置するステップ、及び、
(iv)カーボン積層構造に配置されたアイオノマーが塊を形成している部分からアイオノマーをランダムに取り除いて、カーボン積層構造に配置されたアイオノマーの量が所定量になるように調整するステップ
を含む、アイオノマーの配置方法。 - (iii)のステップにおいて、所定量よりも多いアイオノマーの量が、アイオノマーが配置される空隙の最大サイズを意味する不均等パラメータにより設定される、請求項1に記載の方法。
- (iv)のステップが、以下の(1)~(3)のステップ
(1)カーボン積層構造に配置されたアイオノマーが塊を形成している部分をランダムに選択するステップ
(2)(1)で選択されたアイオノマー塊から、(iii)のステップにおいて設定された不均等パラメータと同等サイズのアイオノマー球を除去するステップ、及び
(3)所定量に達するまで(1)~(2)を繰り返すステップ
により実施される、請求項2に記載の方法。
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JP2010128746A (ja) | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | 多孔体モデル作成装置および多孔体モデル作成方法 |
JP2010153354A (ja) | 2008-11-27 | 2010-07-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池シミュレーションモデル作成装置 |
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