燃料電池の生成水による不具合回避に新技術―センサー計測点、計測時間を大幅に減少：筑波大学ほか
(2022年2月7日発表)
筑波大学と小山工業高等専門学校の共同研究グループは2月7日、燃料電池の生成水による不具合を回避する新たな手法を開発したと発表した。センサー計測点の大幅な減少と計測時間の大幅な短縮のもとで、制御により不具合を回避可能にしたもので、今後燃料電池の総合的な診断システムの確立につなげていきたいとしている。
燃料電池は負極に水素などの燃料、正極に酸素などの酸化剤を供給し、水の電気分解とは逆の反応で電気を生み出す発電装置。二酸化炭素を発生せず、水しか出さないクリーンな発電技術として注目されているが、反応で生じる生成水が、電池内部に滞留するいわゆるフラッディングと、水素イオンが透過する高分子膜が乾燥するドライアウトという、発電性能低下原因となる2つの不具合に関わっており、水の管理が重要な課題になっている。
これらの不具合は、数秒以内に制御すれば問題にならないため、これまで、多くの装置やセンサーなどを用いて検知が試みられ、また、機械学習などを用いた不具合検知手法も提案されてきた。
しかし、こうした手法はコスト増につながることから、この解決が求められていた。
研究グループは今回、非破壊評価手法として用いられている磁気センサーによる電流分布評価手法を活用し、これを基盤とした新手法を開発した。
開発したのは、電流分布の絶対的な値ではなく、運転初期状態からの差分という相対的な値を算出し、それを制御に結びつけるという手法。
一定の電流で運転している燃料電池においては、これまで数十から百以上必要だったセンサー計測点を最低２つ、また、数分以上必要だった計算時間を１秒以内に短縮し、制御による不具合の回避を可能にした。
今後、電流が変動する場合への応用を検討し、不具合回避手法を確立したいとしている。
