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Visualization Measurement of Water in Anode of PEFC under Low Humidity Operation using Water Sensitive Paper 用水敏纸可视化测量PEFC低湿运行阳极水分

Journal of High Temperature Society Pub Date : 1900-01-01 DOI: 10.7791/JHTS.35.269

Kosuke Nishida, Y. Yokoi, S. Tsushima, S. Hirai

{"title":"Visualization Measurement of Water in Anode of PEFC under Low Humidity Operation using Water Sensitive Paper","authors":"Kosuke Nishida, Y. Yokoi, S. Tsushima, S. Hirai","doi":"10.7791/JHTS.35.269","DOIUrl":"https://doi.org/10.7791/JHTS.35.269","url":null,"abstract":"次世代の自動車用動力源として実用化、普及が期待されている固体高分子形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell, PEFC)は、システムの簡略化、低コスト化、高出力化の観点から、外部加湿器を必要としない高温低加湿運転対応のセル・スタックの開発が強く求められている。しかしながら、低加湿運転時においては、特にアノード側の水分濃度が低下することによって、高分子電解質膜(Polymer Electrolyte Membrane, PEM)が乾燥し、イオン伝導性が著しく悪化する「ドライアウト現象」が生じる。このドライアウト現象による PEFCセルの発電性能の低下を防ぐためには、アノード側における適切な水分管理が重要であり、そのためのセル内水分輸送現象の基本的理解は必要不可欠となる。 PEFC内の水分輸送を明らかにするための実験・計測については、近年、中性子ラジオグラフィーや、X線 CT 、光学的手法により、発電モードの PEFCセルのガス拡散層(Gas Diffusion Layer, GDL)や流路内部における凝縮水の生成、排出過程を直接可視化する試みが多く行われている。また、MRIを用いて PEM内の水分布を insituで計測する研究もなされている。さらに、ガスクロマトグラフを用いて、アノード、カソード両極での水蒸気濃度分布を測定した事例も幾つかあり、アノード流路内における水蒸気濃度分布は、PEM内の電気浸透による水輸送や、濃度勾配による逆拡散と密接な相関関係を有していることがこれまでに報告されている。文献 20-22)によれば、アノード入口の供給ガスを無加湿とした場合、カソードからアノード側への生成水の逆拡散によって、アノード流路内の水蒸気濃度は流れ方向に沿って単調に上昇していくことが知られている。一方、カソード入口の供給ガスを無加湿とし、アノード入口のガスのみを加湿した場合、アノード流路内における流れ方向の水蒸気濃度分布は、最初、電気浸透現象やカソード側への拡散によって一旦減少するものの、下限値を越えた後はカソード側からの逆拡散によ感水試験紙を用いた低加湿運転 PEFCのアノード側水分状態の可視化計測","PeriodicalId":113412,"journal":{"name":"Journal of High Temperature Society","volume":"14 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131073843","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Development of Particles Dispersion Type Sprayed Coatings with Water-Repellency and Photo-Catalytic Activity 具有防水性和光催化活性的颗粒分散型喷涂涂料的研制

Journal of High Temperature Society Pub Date : 1900-01-01 DOI: 10.7791/JHTS.32.343

M. Futamata, H. Itoh, K. Nakanishi, N. Kuramoto, Y. Kamoshita, A. Shindoh, Michio Saitoh, Mitsuaki Yamada

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Development of Compound Wire Spraying Method and Ceramic Grain Dispersion Type Metal Matrix Composite (MMC) Coating 复合线材喷涂方法及陶瓷颗粒分散型金属基复合材料涂层的研究

Journal of High Temperature Society Pub Date : 1900-01-01 DOI: 10.7791/JHTS.37.240

N. Kuramoto, Y. Kamoshita, A. Shindo, H. Otomo, Shuji Sugano, M. Futamata

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粉体プロセスによるカーボンナノチューブ分散金属基焼結材料の特性;粉体プロセスによるカーボンナノチューブ分散金属基焼結材料の特性;Characteristics of Powder Metallurgy Sintered Metal Matrix Composite Reinforced with Carbon Nanotubes 通过粉体工艺的碳纳米管分散金属基烧结材料的特性;通过粉体工艺的碳纳米管分散金属基烧结材料的特性;Characteristics of Powder Metallurgy Sintered Metal Matrix Composite Reinforced with Carbonnanotubes

Journal of High Temperature Society Pub Date : 1900-01-01 DOI: 10.7791/JHTS.36.110

K. Kondoh, Bunshi Fugetsu

{"title":"粉体プロセスによるカーボンナノチューブ分散金属基焼結材料の特性;粉体プロセスによるカーボンナノチューブ分散金属基焼結材料の特性;Characteristics of Powder Metallurgy Sintered Metal Matrix Composite Reinforced with Carbon Nanotubes","authors":"K. Kondoh, Bunshi Fugetsu","doi":"10.7791/JHTS.36.110","DOIUrl":"https://doi.org/10.7791/JHTS.36.110","url":null,"abstract":"ナノスケールの新素材の代表ともいえるカーボンナノチューブ(CNT)は、1970年代にその存在が確認され、その後、透過型電子顕微鏡による構造解析を中心にその物性評価も含めた研究が盛んに行われた。その結果、既存の炭素系物質の特性を超越した優れた熱・電気および力学特性を有する CNTは日本発の新素材であるため、国内でも製造方法に関する研究開発に加え、その特性・機能の利用に関して幅広い分野での研究も盛んに進められている。ゆえに、CNTの実用化への期待は高く、既存素材として樹脂への分散強化の他、金属材料との複合化による新たな機能材料・構造部材の創製が期待されている。例えば、銅の熱伝導率(390 W/m/K)を遥かに越える性能を有する CNT-Cu複合材料や、アルミ合金並みのヤング率 (69 GPa~)を有する低比重 CNT-Mg合金など、既存材料の基礎物性を飛躍的に向上させる可能性を秘めている。複合材料の創製において CNTの分散方法も多岐に渡って検討されており、溶解・鋳造合金における CNTの複合化も検討されているものの、多くの研究においては金属粉体を出発原料とする粉末冶金製法が基本となっている。これはナノスケールの超微粒子である CNTを分散する際、金属との比重差に起因した浮力によるインゴット内部での CNTの偏析を解消する狙いがある。なかでも比較的簡便な分散方法として、回転ボールミルや遊星ミルなど混合・粉砕法の利用による金属粉末への CNTの均一分散化を図るといった目的もある。しかしながら、長時間に渡る機械的混合・粉砕加工に伴う CNTの損傷や不純物の混入に加え、本来の CNTの凝集体形成の要因である最表面炭素原子間の van der Waals引力によって混合処理後に再凝集現象を誘発する。その結果、CNTの優れた機能・特性を金属素形材に転写する以前に、その凝集部形成による材料欠陥を伴う。したがって、複合化プロセスによって CNTの持つ本来の特性を付与するには、凝集体を解消して CNTを 1本ずつ独立 (孤立単分散)した状態で金属粉末と混合する必要がある。そこで、本報ではマグネシウムおよびチタンの各粉末を対象に、粉体冶金法を基調とした新たな CNTとの複合化プロセスによる金属材料の高強度化に関して紹介する。その際、ここでいう「真」の機能発現のための必要条件である CNT の孤立単分散法に触れつつ、それを金属材料に展開する際の課題と方策の一例について解説する。","PeriodicalId":113412,"journal":{"name":"Journal of High Temperature Society","volume":"19 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"127245315","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Visualization of Fuel Vapor in Inter-Droplet Space by Excited-Molecular Fluorescence 燃料蒸气在液滴间空间的激发分子荧光可视化

Journal of High Temperature Society Pub Date : 1900-01-01 DOI: 10.7791/JHTS.30.213

Y. Tanaka, F. Akamatsu, Seung-Mo Kim, M. Katsuki, T. Majima

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Effect of W/O Emulsion Fuel Properties on Spray Combustion W/O乳化燃料性能对喷雾燃烧的影响

Journal of High Temperature Society Pub Date : 1900-01-01 DOI: 10.7791/JHTS.31.57

T. Ida, M. Fuchihata, S. Takeda

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Creation of Nanobio Materials Using Electrolyte Plasmas in the Atmosphere 利用电解等离子体在大气中制造纳米生物材料

Journal of High Temperature Society Pub Date : 1900-01-01 DOI: 10.7791/JHTS.36.162

T. Kaneko, Yongfeng Li, R. Hatakeyama

{"title":"Creation of Nanobio Materials Using Electrolyte Plasmas in the Atmosphere","authors":"T. Kaneko, Yongfeng Li, R. Hatakeyama","doi":"10.7791/JHTS.36.162","DOIUrl":"https://doi.org/10.7791/JHTS.36.162","url":null,"abstract":"有機分子一つ一つに電子素子の役割を持たせようとする「分子エレクトロニクスデバイス」が、現在注目を集めており、その構成要素として、DNAに代表される生体分子とフラーレンやカーボンナノチューブ等のナノカーボンを会合させた新規ナノバイオ物質が有力な候補の一つとなっている。DNAは 4種類の塩基分子から構成され、それぞれが固有の電子状態を持っているため、塩基配列によって様々なバンドギャップを持つ半導体になり得ることや 1), 、DNA をテンプレート(鋳型)として用いて金属微粒子を特定の位置に配置することで、ナノ細線や量子ドット等の量子効果を利用した新規デバイスも期待できることから、ユニークな 1次元系新機能性材料として盛んに研究が行われている。一方、DNAの直径と同程度の内直径を持ち、炭素原子のみからなる 1次元系物質のカーボンナノチューブ (CNT) も、その特異な機械的、電気的、光学的特性から、超高速、超低消費電力素子等への応用が期待されており、さらに DNAと相互作用させることにより、CNTを介して DNAの電子状態の変化を観測する高感度のバイオセンサとしての応用や DNAを量子ドットとして動作させる量子効果デバイスへの応用等も模索されている。しかしながら、これらの DNAは全て大気中に曝されており、構造的な脆弱性を有する DNAは、外界からの影響で容易に欠陥、湾曲、交錯などが起こり、これらの構造変化により電気的特性が大きく変化するなど、デバイス化には多くの課題が残されていた。そこで本研究では、「プラズマ理工学的手法」を用いて DNAを CNTの内部空間に包み込むことで、CNTの機械的強度、化学的安定性により DNAの構造的な脆弱性を克服でき、初めて安定な「分子エレクトロニクスデバイス」が可能になると考え、新機能性材料として高いポテンシャルを有する DNA内包 CNT等の新規ナノバイオ物質の創製を目指している。","PeriodicalId":113412,"journal":{"name":"Journal of High Temperature Society","volume":"67 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"121931310","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Operation Characteristics in a Fluidized Bed Gasifier with Triple-beds and Dual Circulation 三层双循环流化床气化炉的运行特性

Journal of High Temperature Society Pub Date : 1900-01-01 DOI: 10.7791/JHTS.37.87

T. Murakami, Minoru Asai, Yoshizo Suzuki

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Effect of Heat-Treatment on Metallic Collection for Used Printed Circuit Board 热处理对废旧印刷电路板金属回收的影响

Journal of High Temperature Society Pub Date : 1900-01-01 DOI: 10.7791/JHTS.30.62

R. Agawa, Y. Tsugita, M. Nishida, T. Araki

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Morphological Evaluation of Plasma Sprayed Ceramic Coatings using Cavitation Erosion Test 用空化腐蚀试验评价等离子喷涂陶瓷涂层的形态

Journal of High Temperature Society Pub Date : 1900-01-01 DOI: 10.7791/JHTS.37.298

S. Uematsu, K. Tani, S. Sugasawa, Y. Kawanami, Y. Namba, Tsuyoshi Takabatake, M. Yoshioka, Y. Ishihara

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