燃料電池

化学的エネルギーから電気エネルギーを生成する燃料電池、エネルギー変換装置に関する研究が急速に進んでいます。これらの機器は燃料の供給が継続するならば、絶え間なく動作することができ(例えば、水素、メタノール又は一酸化炭素)、電気自動車から非常用発電までの多様なアプリケーションに対するクリーンな電源を供給します。

商業的に利用できる様々な燃料電池テクノロジーがありますが、効率性、安全性及びパフォーマンスに関する研究は継続して行われています。プロトン交換膜(PEM)、リン酸、ダイレクトメタノール及び固体電解質型燃料電池(SOFC)などの例があります。微生物燃料電池などの開発中の新テクノロジーもあります。関連する化学的性質がどのようなものであっても、全ての燃料電池には陽極、陰極及び電解液があります。

この領域の研究は理想的な陽極又は陰極及び触媒設計を選択することから始まり、燃料転換反応の動力学及びメカニズムを評価するため、回転ディスク電極又は回転リングディスク電極を使用することが通常行われます。その他に考慮すべきことは、電解液/燃料組成及び純度、セル構造、膜設計、動作温度などがあります。

燃料電池が設計されてからは、弱電流の動電流スキャンを信号として使用し、電圧レスポンスを測定して、大電流パルス実験により再度電圧レスポンスを測定する、DC分極実験によりそのパフォーマンスを特徴づけることが一般的です。DC技術に加え、燃料電池及び燃料電池スタックは電気化学インピーダンス分光法によりしばしば特徴づけられます。これらの結果から、拡散インピーダンス及び異なるDC電流での合計電池インピーダンスに関する情報を得ることができます。

プリンストン アプライド リサーチ社及びソーラトロン アナリティカル社では、ポテンシオスタット/ガルバノスタットを正確な周波数帯域及び燃料電池又は燃料電池スタックの開発中に必要な温度管理システムなどの付属品と共に提供しています。PARSTAT 4000Aは電気触媒評価及び陽極/陰極開発に理想的ですが、Modulab XM/ECSは材料分析及び完全な燃料電池評価の両方に1つの製品として組み合わせることができます。