(PEFC)におけるフラッディング・ドライアウトとは?公開noteのまとめ↑公開しているnote(電子書籍)の内容のまとめています。(PEFC)において、より高電圧で作動させるなどの性能面での課題が多くあります。(PEFC)の課題の一つとして、「フラッディング(フラッディング現象)・ドライアウト(ドライアウト現象)」とよばれるものがあります。このフラッディング(フラッディング現象)・ドライアウト(ドライアウト現象)とは具体的な何のことを表すのでしょうか?ここでは、燃料電池(PEFC)のフラッディング・ドライアウトに関する以下の内容で解説していきます。・燃料電池(PEFC)におけるフラッディングとは何か?原因(仕組み)と課題は?・燃料電池(PEFC)におけるドライアウトとは何か?原因(仕組み)と課題は?というテーマで解説していきます。(PEFC)におけるフラッディングについて解説する前に、アノード・カソード電極で起こる反応について理解する必要があります。(PEFC)の構成・特徴・反応についてはこちらで解説しています)。反応式は、カソードとアノードで異なり、以下の通りです。外部環境の湿度が高い場合、カソードで酸素還元反応(ORR)により生成する水が溜まり、「凝集水」とよばれる燃料電池内部での水たまりのような状態が起こります。水があふれかえっていることを洪水(Flood)にみたてて、燃料電池におけるフラッディング現象またはフラッディングとよびます。基本的に生成水ができるカソード側、特に触媒層(多孔質)中で起こります。基本的に燃料電池のセルは細いガスの流路の溝が掘られた金属部材やMEAなどで構成されており、ガスの流路を通して、電極中の拡散層・触媒層に供給ガスが送り込まれます。フラッディング現象が起こるとこの触媒層などのガスの経路を塞いでしまい、結果として反応を起こすことができなくなり、燃料電池の性能低下につながります。これがフラッディングが起こる原理(メカニズム)といえます。水が触媒層内にためることから、電極の構成材料である電極触媒や電解質膜をより劣化させるケースも多くあります。ガスの流路設計」などの研究開発がすすめられています。(PEFC)の構成・特徴・反応アノード・カソードとは?酸素還元反応(ORR)とは?燃料電池の電極触媒とは?多孔質とは?多孔度(空隙率)の計算方法は?燃料電池(PEFC)におけるドライアウトとは何か?原因(仕組み)と課題は?一方で、フラッディングの逆のような意味であるドライアウトという言葉について以下で解説していきます。アノードにて水素酸化反応が起こり、プロトン(H+)が生成され、電解質膜を通してカソードに移動する際に水分(H2O)の量も同時に低下していきます。プロトン伝導の向きは以下の通りです。すると、アノード側の湿度が低下し、乾いた状態になり、燃料電池の性能が低下します。この現象をドライアウトと呼びます。ドライアウトは低加湿条件下などで、電解質膜の水分量が低下しやすい状況で顕著におこることが知られています。ドライアウトを防ぐためには、基本的にはカソードの供給ガス中の水分を増やし膜を通してアノードに水分を供給します。今度は先述のカソードでのフラッディング現象が起こりやすくなるために、フラッディングとドライアウトはトレードオフな関係といえ、触媒層やガス供給の流路など各種最適化が必要となります。(PEFC)の構成・特徴・反応アノード・カソードとは?酸素還元反応(ORR)とは?燃料電池の電極触媒とは?多孔質とは?多孔度(空隙率)の計算方法は?電池関連用語はこちらでまとめています(あいうえお順で分類)。計算問題を解いてみようTwitter始めました!サイトの記事や更新情報等つぶやいていきます。よろしければフォローのほどよろしくお願いいたします。Reserved.サイト内検索:。