燃料電池用高分子膜の湿潤・移動度センサのワンチップマルチコイルの試作

研究課題

研究代表者	小川邦康慶應義塾大学, 理工学部
研究期間 (年度)	2005
概要	固体高分子形燃料電池を高電流密度で発電すれば、燃料電池の小型化、低価格化が可能となる。このためには高分子膜の湿潤状態をセンサで監視し、高いプロトン伝導性を保ったまま発電させる必要がある。申請者は、NMR法と小型コイルを組み合わせて、高分子膜内の局所水分含有量を1秒という短時間で計測が可能な手法を開発した。さらに、この手法は膜内のプロトン伝導性を強く反映する水の移動度も局所で計測できる。二つの計測手法を融合させ、高分子膜の湿潤状態と移動度を監視できる「湿潤・移動度センサ」を燃料電池に組み込むことで、最高性能を維持できる。「湿潤・移動度センサ」はNMR信号を検出する信号検出コイルと、軸・半径方向の勾配磁場を印加する二組のコイルから構成される。センサは燃料電池スタック内に組み込めるように直径を1mm程度に小型化する必要がある。このために「ワンチップ化」したマルチコイルが不可欠である。本申請では、燃料電池内に組み込み可能な「湿潤・移動センサ」をワンチップ化し、高感度・定量計測が可能な最適コイルの設計とその試作を行う。