东京工业大学平井修一郎教授的研究小组在世界上首次成功开发出一种技术,该技术可以实时、高分辨率地可视化燃料电池中反应生成的液态水的行为。预计这将极大地促进燃料电池的设计。

 经济产业省设定了“到2030年普及约80万辆燃料电池汽车”的目标,以实现以氢为基础的社会。对此,在新能源产业技术开发组织(NEDO)的项目中,技术研究协会FC-Cubic和东京工业大学一直致力于开发使用X射线的燃料电池分析和评估技术.

 燃料电池是一种在催化剂上将空气(供应气体)中的氢和氧转化为水生产过程中产生的能量的系统。然而,如果产生的液态水积聚在燃料电池中,则会干扰供应气体的输送。因此,为了提高燃料电池的性能,需要准确掌握各界面层中生成的液态水的行为,但以往都是通过发电性能来间接判断。

 这一次,在可视化装置的检查中,我们结合了平行发射X射线的“软X射线束平行化技术”和将光转换为电信号的一种元件“CMOS探测器” ,以及用于观察的燃料电池。该电池旨在减少对 X 射线的影响。结果,该设备足够大,可以安装在实验室中,我们成功地实时获得了高分辨率的可视化图像。在百万分之一米 (µm) 的水平上进行测量已经成为可能。

 凭借这一成果,预计将提高以更高性能和更高耐久性为目标的汽车燃料电池的特性,并加速有助于设计指南的技术开发。未来,与企业的联合研究有望推动汽车行业所需的燃料电池具有更高的性能、更高的耐用性和更低的成本。

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