日本高校研发出非接触式监测燃料电池内部电流分布技术

日本大分大学于8月2日公布研发出通过非接触方式监测燃料电池内部膜电极组件发电电流分布技术。并计划与多家研究机构开展合作,力争在几年内达到实用水平。

燃料电池是通过氢与氧结合而产生电的发电系统,在发电时只生成水,因此作为二氧化碳零排放的大容量电池备受期待。燃料电池种类有很多,例如固体氧化物型燃料电池、固体高分子型燃料电池等。其中,特别是固体高分子型燃料电池,因其具有快速起动、低温发电的特点,是当今开发电动汽车电源及家用电源的热门。

然而,固体高分子型燃料电池长时间使用后,膜电极组件(MEA:Membrane Electrode Assembly)发生劣化、发电效率降低。为了评估发电效率,则需要可实时监控MEA内发电电流分布的技术。但由于MEA处在燃料电池中央位置,因此难以通过将多个电流测定端子插入或配置于燃料电池内部来测定电流分布。

另一方面,由于燃料电池会产生直流电,所以发电时,在电池周围会产生与发电相对应的微弱的静磁场。因此,可通过在燃料电池周围以非接触方式配置多个磁场传感器来测定分布于电池周围的空间磁场。日本大分大学利用这些空间磁场分布,根据安培定律,研究出了通过解析逆问题获得燃料电池内部MEA内发电电流分布的方法。该方法需开发高速且高精度的磁场测量系统和逆问题解析算法,但其测定装置体积小且可通过非接触方式进行瞬时测定,因而能够在不停止燃料电池发电、运行的情况下掌握发电状况。

参考日本报道原文:https://www.mirai-kougaku.jp/explore/pages/190802.php

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