報告書番号

M10018

タイトル（和文）

PEFCの加速試験における加速効果定量化手法の開発

タイトル（英文）

Development of effect quantification technique in acceleration test method of PEFC

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

PEFCの寿命評価をより効率的に進めるためには加速試験法が必要であるため、電位サイクルや不純物添加による性能低下を運転時間に換算して評価できる手法を開発した。
PEFCにおけるFCCJプロトコルや三角波の電位サイクル加速試験による結果を解析し、PEFC性能低下は主に開回路電圧(OCV)の低下に起因することを明らかにした。OCVの低下は、Pt触媒表面積(ECA)の減少に起因するため、加速試験での電位サイクル数や運転時間とECAの初期値に対する割合(ECA/ECA0)の関係を解析した結果、両者の影響は同一の形式で表せることを見出し、式中のECAに関する減少係数Aの大小で統一的に評価することが可能となった。
各種電位サイクル加速試験による減少係数Aと不純物濃度(C)の関係を解析した結果、両者の関係において切片は電位サイクル試験法による差を表し、また、減少係数AはC0.1に比例することがわかった。さらに、加速効果の定量化を試みた結果、FCCJプロトコルでの加速試験は、運転時間換算で約90倍の加速効果があることを定量的に示すことができた。

概要 （英文）

Acceleration test method is required to develop PEFC efficiently. Quantification technique for effects of the potential cycle and the impurity addition as acceleration test method has been developed.
Test results by the FCCJ protocol and triangular wave test as potential cycle acceleration test of PEFC were analyzed. PEFC performance was decreased mainly by the decrease in open circuit voltage (OCV). Since the decrease of OCV is caused by decrease in Pt catalyst surface area (ECA), the effects of number of potential cycle and operating time on relative Pt catalyst surface area (ECA/ECA0) were analyzed. ECA/ECA0 is expressed by same expression on number of potential cycle and operating time. Coefficient A concerning ECA in the expression shows magnitude of effect of potential cycle acceleration test, impurity addition and operating time.
Coefficient A for various potential cycle acceleration tests and impurity concentration (C) was analyzed. Coefficient A depends on potential cycle acceleration tests and is proportional to C0.1. In addition, the quantification of effects of number of the potential cycle and impurity concentration has been performed. It is found that the FCCJ protocol accelerates PEFC performance decrease 90 times in compare with normal operating time quantitatively.

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