固体高分子膜の水の融解過程/DSC

固体高分子膜の水の融解過程/DSC

固体高分子形燃料電池は作動温度が低く,単位体積あたりの発電量が大きいという特長をもっているため,家庭用,自動車用,携帯用などさまざまな用途で使用されています。 固体高分子形燃料電池本体には燃料極(陰極)-固体高分子膜-空気極(陽極)からなるセルを最小単位として,たくさんのセルを重ねたスタックが入っています。

含水率を変えた固体高分子膜の水の融解過程を熱分析装置 示差走査熱量計で測定しました。
図1は含水率を変えた固体高分子膜の水の融解過程を測定した結果です。
6.7%の含水率では水の融解ピークが観察されませんでした。 8.5%の含水率における-23.8℃のピークは固体高分子膜のクラスターにある水の融解によるものだと思われます。12.6%以上では二段のピークが見られ,クラスター内の水と自由水の融解によるピークだと思われます。 さらに含水率が上がるにつれて高温側のピーク,すなわち自由水が多くなっていることがわかります。

燃料極で生成したプロトンは固体高分子膜を通って空気極へと移動します

図1:固体高分子膜の水の融解

示差走査熱量計DSC-60 Plus

DSC-60 Plusシリーズの新型ディテクターと加熱炉ユニットは,測定温度全範囲(-140~600 ℃)において安定したベースラインを実現し,DSCとして最高レベルの高い感度を示します。熱量測定範囲も±150 mWと広いダイナミックレンジを確保しています。

 

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