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固体高分子形燃料電池の基礎と最新の数値解析技術

PEFCの特徴、セル構造、解析技術…etc.

国内外で普及が進む固体高分子形燃料電池の基礎を学ぶ
固体高分子形燃料電池 (PEFC;Polymer Electrolyte Fuel Cell)の構造や動作原理、研究開発の歴史といった基礎の基礎から解析技術までを詳説。
日時 2020年10月16日(金)  13:00~16:30
会場 Live配信セミナー(リアルタイム配信) ※会社・自宅にいながら学習可能です※  
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得られる知識・燃料電池(特に固体高分子形燃料電池)についての学術的基礎知識
・燃料電池の動作原理
・燃料電池の技術課題
・燃料電池の解析技術(分子シミュレーション技術)
対象大学の講義で学ぶ流体力学・熱力学・電気化学の知識を有する方

セミナー講師

東北大学 流体科学研究所 量子ナノ流動システム研究分野 教授 徳増 崇 氏
[プロフィール]

 1998年3月、東京大学大学院工学系研究科機械工学専攻博士課程修了。1年の博士研究員を経て、1999年4月、東北大学流体科学研究所助手に就任。2003年4月、同研究所講師に昇任。2005年12月、同研究所助教授に昇任。2017年4月、同研究所教授に就任。主な研究テーマとして、燃料電池内部の反応物質輸送特性と材料特性の相関についてスーパーコンピュータを用いた大規模分子シミュレーションにより解析を行っている。これまで10年以上にわたり固体高分子形燃料電池開発のNEDOプロジェクトに従事。

セミナー趣旨

 現在、地球温暖化問題や化石燃料の枯渇、原発問題などから、環境負荷の小さい再生可能なエネルギー源が切望されている。水素・燃料電池技術は有望な選択肢の1つであると考えられ、2017年12月に「水素基本戦略」が閣議決定されている。その中でも燃料電池技術は、我が国が世界をリードする技術分野であり、家庭用燃料電池システム「エネファーム」を2009年に、燃料電池自動車を2014年に世界に先駆けて販売するなど、日本は燃料電池の開発と活用の両面で最先端を進んでいると言える。
 このような状況を踏まえ、本セミナーでは、燃料電池の中でも特に既に市場に展開されている固体高分子形燃料電池に論点を絞り、この基本原理や構成要素、現在の問題点や数値解析技術を紹介する。今後の家庭用燃料電池や燃料電池自動車に関連した研究開発に携わる技術者にとって、今後の設計や解析手法が理解できるセミナーにすることを目標としている。

セミナー講演内容

1.固体高分子形燃料電池の基礎
 1.1 燃料電池の概要
  1.1.1 燃料電池とは
  1.1.2 燃料電池の起電力発生原理
  1.1.3 燃料電池の歴史
  1.1.4 燃料電池の種類と応用
 1.2 燃料電池の熱力学および電気化学
  1.2.1 エンタルピーとGibbsの自由エネルギー
  1.2.2 燃料電池の起電力および効率
  1.2.3 触媒
  1.2.4 電極反応
  1.2.5 電極反応速度による損失要因と発電効率
 1.3 固体高分子形燃料電池のシステム
  1.3.1 固体高分子形燃料電池の特徴
  1.3.2 固体高分子形燃料電池のセル構造
  1.3.3 ガス拡散層・撥水層
  1.3.4 触媒層
  1.3.5 高分子電解質膜
  1.3.6 水管理、シールおよび冷却

2.固体高分子形燃料電池の数値解析技術
 2.1 分子動力学法の基礎
  2.1.1 燃料電池におけるナノスケール数値解析の重要性
  2.1.2 分子動力学法の考え方
  2.1.3 分子間ポテンシャル
  2.1.4 境界条件
  2.1.5 分子動力学法から得られる物理量
 2.2 燃料電池内部の構造・物質輸送特性の数値解析
  2.2.1 構造特性と物質輸送特性の相関
  2.2.2 高分子電解質膜
  2.2.3 触媒層
  2.2.4 ガス拡散層・撥水層
  2.2.5 触媒層形成プロセス

□ 質疑応答 □