小型表面コイルを用いた燃料電池用固体高分子電解質膜の局所含水量測定法(熱工学,内燃機関,動力など)
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概要
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A real-time monitorinsg method of local water content in polymer electrolyte membrane (PEM) is required to achieve higher current density operation of a polymer electrolyte fuel cell. Based on the T_2 relaxation measurement of nuclear magnetic resonance (NMR), the local water-content sensor consisting of the planar surface coil of 0.8mm outside diameter and a permanent magnet of 1.0 Tesla was developed. In this research, T_2(CPMG) relaxation time of PEM was measured by Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) method. The measurement time of CPMG method is 1.1s. It is found from the result using the solenoidal coil that the T_2 (CPMG) relaxation time of the membrane at 75℃ increases with increasing a vapor concentration in N_2 gas. The accuracy of T_2(CPMG) measurement by two small planar coils of 0.8mm and 2.0mm outside diameters was evaluated using CuSO_4 sulution with the concentrations of 0.1 and 1.2 mmol/l as standard samples. The average and coefficient of variation of T_2(CPMG) measured by the planar surface coils were evaluated by comparing with the T_2(CPMG)_<STAND> measured by the standard solenoidal coil. In the case of 2.0mm planar coil, the average of T_2(CPMG)_<D=2.0mm> was equal to T_2(CPMG)_<STAND> within the accuracy of 6%, and the coefficient of variation was in the range of 0.11 to 0.13. In the case of 0.8mm planar coil, the average of T_2(CPMG)_<D=0.8mm> was longer than T_2(CPMG)_<STAND> by the factor of 1.32 to 1.54 due to inhomogeneous perturbing magnetic field exposed from the small planar coil, and the coefficient of variation was in the range of 0.14 to 0.16. Furthermore, T_2(CPMG) measurement of PEM by the planar surface coils was performed. Using the planar surface coil and the obtained relationship between T_2(CPMG) and water content of PEM, the developed monitoring system can measured local water content in the membrane during 1.1s.
- 社団法人日本機械学会の論文
- 2006-04-25
著者
-
小川 邦康
慶應義塾大学理工学部
-
拝師 智之
(株)エム・アール・テクノロジー
-
伊藤 衡平
九州大学大学院工学研究院機械工学部門
-
菱田 公一
慶應義塾大学理工学部
-
伏信 一慶
慶應義塾大学理工学部
-
伏信 一慶
東京工大
-
伏信 一慶
東京工業大学
-
小川 邦康
慶應義塾大学
-
小川 邦康
慶應義塾大学 理工学部 機械工学科
-
菱田 公一
慶應義塾大学
-
菱田 公一
慶應義塾大学 理工学部
-
伊藤 衡平
九州大学大学院工学研究院
-
伊藤 衡平
九州大学
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