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燃料電池材料の性能とは?課題と対策・製品を解説

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科学・分析システム
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化学・材料・製造における燃料電池材料の性能とは?

燃料電池の性能を左右する化学材料の特性、製造プロセスにおける材料の品質、そしてそれらを統合したシステム全体の効率性に関する分析・評価を指します。高性能な燃料電池を実現するためには、触媒、電解質、セパレーターなどの材料開発とその製造技術の向上が不可欠です。

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燃料電池関連機器 高精度バブリング式加湿器 BOシリーズ
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「高精度バブリング式加湿器 BOシリーズ」は、高精度に温度調整された純水中にガスをバブリングして、加湿する装置です。液体温度が発生ガスの露点になるためガス露点の制御が簡単に誰にでも出来るようになります。取扱いが簡単でメンテナンスが容易です。また、昇温時の応答時間が短くかつ安定性に優れます。さらに、液面センサーの信頼性が高い機器です。
詳しくはお問い合わせ、またはカタログをご覧ください。

「燃料分析事例」
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当センターは1976年の設立以来、数多くの燃料分析を承ってまいりました。
「燃料分析事例」を当センターの所見・アドバイスとともにご紹介します。

海外(モンゴル)から輸入した石炭の品質を分析したいというご依頼があり、
一般性状分析や灰の分析を行いました。

分析データから、高品位な石炭であることがわかり、
さらに灰分が少なく低コストで処理ができる石炭であることが判明しました。

【分析の対象物(一部抜粋)】
■石炭・木炭・鉱物
 ・石炭(無煙炭・瀝青炭・亜瀝青炭・褐炭・泥炭など)
 ・コークス/黒炭/白炭/木炭/備長炭/オガ炭、木炭など
■石油製品など
 ・灯油/軽油/重油/潤滑油/再生油など
■バイオマス燃料(木質ペレット・木質チップ・RPF・ごみ質)
 ・RPF、廃プラスチック、ペレットなど
 ・木質チップ、有機物性汚泥、無機物性汚泥、廃油、紙くず、木くずなど

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

光触媒活性テスター『PAM-NT2』
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『PAM-NT2』は、施工現場において光触媒活性度を測定評価し、
品質確認を行うための光触媒活性テスターです。

測定時間を10分の1以下に短縮化し、測定値を3桁デジタル表示。
起動時間が短く、安定性が向上しました。

研究室はもとより、現場での使いやすさも追求しています。

【特長】
■測定時間を10分の1以下に短縮化し、測定値を3桁デジタル表示
■軽量化により携帯性UP
■起動時間が短く安定性が向上
■現場に強いスタンドアロンタイプ

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

LFA 467 HyperFlash / 熱伝導率測定装置
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迅速・簡単かつ高精度に熱拡散・熱伝導率測定が可能な、最新卓上Xeフラッシュアナライザー。測定温度範囲は、-100℃~1250℃の幅広い領域をカバー、パルス幅の向上により従来では測定困難な薄膜の高熱伝導サンプルにも対応。最大16個のオートサンプルチャンジャーを標準装備。大口径から微小径のサンプルを高精度に測定が可能です。

新しいソリューション・オールインワン全固体電池試験ソリューション
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全固体電池金型、正確なシミュレーション
バッテリー構造、バッテリー性能のテスト

高精度のバッテリー充電および放電試験装置は、バッテリー性能試験用に特別に設計および開発されており、高い動的応答速度と安定した精度を備えています。

バッテリー試験用の恒温試験室正確な温度環境を提供します。

WHW-200L-0C-220V-9U
テストプロセスが安定して効率的であることを確認するための制御を1つにまとめます。

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

超促進耐候性試験機『メタルウェザー』
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『メタルウェザー』は、光(紫外線・可視光線)、熱、結露、湿度、
降雨などの劣化因子を目的に合わせて様々な条件を設定することができる
メタルハライドランプ方式試験機です。

サンシャインやキセノンに比べ、約10倍の促進による時間短縮と
ランニングコストの低さで優れた経済性を発揮。
研究開発や品質評価などに好適です。

【特長】
■高い促進性で試験時間を大幅に短縮可能
■KFフィルターは耐ソーラリゼーション性に優れ、4,500時間の耐久性で、
 交換回数の減少を実現
■光以外の劣化因子(熱、湿度、結露、シャワー)を任意に条件設定可能
■試験条件を16条件まで登録可能。試験時に呼び出すだけの簡単操作
■初期設定した紫外線照度は試験終了まで自動補正可能

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

『半セル試験装置』
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当社では、反応面積が0.5cm2と小型なので試験材料の量、組み立ての手間を
大幅に簡略化できる『半セル試験装置』を取り扱っております。

分極評価装置としては電気化学装置として一般に普及している
ポテンショスタットがあれば良く、またガス加湿装置も不要。

特にカソード側の材料を問題にする場合には、酸素ガスのみを
供給できれば良く、危険な水素を連続的に供給する必要がありません。

【特長】
■小型で安価
■初心者でも使いやすい
■ガス相の電極反応解析
■温度コントロールも容易
■MEAの耐久性試験も可能

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

有限要素法数値解析ソフトウェア
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「有限要素法数値解析ソフトウェア」は、研究開発の現場で利用されている電磁界・荷電粒子、放射線、熱伝導解析用の有限要素法数値シミュレーションソフトウェアです。

日本国内でも国立研究所・国立大学・大手メーカーなどを始めとして100以上の研究開発の現場で使われております。

【特長】
■比類ない高性能を発揮するため、FORTRAN95で100% がコーディングされており、2次元計算は数秒で、3次元計算は数分で終わります。
■メッシュファイル、出力ファイルはフォーマットが公開されており、出力形式をテキスト形式として保存することも可能
■用途・機能に応じて様々な解析ソフトウェアパッケージがあり、幅広い分野での応用が可能

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

シングルケース電源
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『シングルケース電源』は、持ち運びも可能で多彩なオプションにも
対応できる製品です。

「ABE-0501S」をはじめ、「ABE-0505S」や、「ABE-0510S」など多数
ラインアップをご用意。-5V~+5V、-10V~+10V、-15V~+15V、-20V~+20V
仕様の製作も可能です。

研究用途として初期導入にお勧めです。

【ラインアップ(抜粋)】
■ABE-0501S
■ABE-0505S
■ABE-0510S
■ABE-0520S
■ABE-1001S

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

新しいソリューション オールインワン全固体電池試験ソリューション
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全固体電池金型、正確なシミュレーション
バッテリー構造、バッテリー性能のテスト

高精度のバッテリー充電および放電試験装置は、バッテリー性能試験用に特別に設計および開発されており、高い動的応答速度と安定した精度を備えています。

バッテリー試験用の恒温試験室正確な温度環境を提供します。

WHW-200L-0C-220V-9U
テストプロセスが安定して効率的であることを確認するための制御を1つにまとめます。

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

超精密横型高温管状雰囲気炉 FT-1800-80Rシリーズ
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安定した温度域で各種実験が行える横型管状電気炉です。
オプションを使用する事で、制御は温度だけではなくガス・炉内部圧力をコンピューター通信による管理にてコントロール出来る為、再現性の良い実験が可能なハイパフォーマンス機種です。

ヒーターは信頼性の高いカンタル社の高温発熱体「カンタルスーパー1900」を使用しており、上部ドアー開閉方式によるヒーターメンテナンスを容易に出来る構造になってます。
またCAD設計による一体構造で場所のとらないコンパクト設計が実現。

【特徴】
・低価格・省スペースにて精密焼成が実現
・プログラムコントローラー・デジタルマスフローメーター装備による精密な温度雰囲気制御が可能
・100V電源で経済性の優れた1200℃仕様もラインナップ
・標準部品構成による短納期製作が可能
・その他幅広いオプションが可能

ドライルーム
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DS型ドライルームは低露点性能を省エネ運転で発揮します。
弊社の主力商品であるスプリンター除湿装置の省エネ・高信頼性・メンテナンスフリー性能をふんだんに盛り込んでいます。

設置場所に応じたオプションが自由に選べます。

ホットディスク法 熱物性測定装置 TPSシリーズ
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TPS 2500 /TPS 1500/TPS 500 S/TPS 500 ホットディスク法熱物性測定装置は、スウェーデンHot Disk AB(以下、Hot Disk社)製で、熱伝導率、熱拡散率を短時間に測定できる熱物性測定器です。
等方性の断熱材、樹脂、セラミックス、金属、練り物、液体等の熱伝導率および熱拡散率が測定でき、さらにこれらの測定値により単位体積あたりの比熱容量を算出します。新素材の研究開発、各種材料の応用や用途開発、製品の性能評価や品質管理に幅広く用いられています。
また、オプションの測定モジュールを用いることにより、異方性のある材料、高熱伝導率薄板材料およびフィルム・シート状材料および比熱測定ができます。

『有機EL発光特性評価システム』 ※動画公開中
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当社では、輝度計・ソースメジャーユニット・計測治具を組み合わせた
『有機EL発光特性評価システム』を取り扱っています。

ソースメジャーユニットにより、任意の強度とタイミングで
有機ELデバイスを発光させ、材料評価に必要な計測データを取得。
連続自動測定機能は評価工数の短縮に貢献します。

【特長】
■XYステージを制御し、連続自動測定に対応
■長時間連続運転が可能
■無停電装置により瞬間停電にも対応

※詳しくは資料をご覧ください。お問い合わせもお気軽にどうぞ。

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化学・材料・製造における燃料電池材料の性能

化学・材料・製造における燃料電池材料の性能とは?

燃料電池の性能を左右する化学材料の特性、製造プロセスにおける材料の品質、そしてそれらを統合したシステム全体の効率性に関する分析・評価を指します。高性能な燃料電池を実現するためには、触媒、電解質、セパレーターなどの材料開発とその製造技術の向上が不可欠です。

​課題

材料の耐久性・寿命の限界

燃料電池の稼働環境下での材料劣化が早く、長期間安定した性能を維持することが難しい。

触媒活性・選択性の低さ

電気化学反応を効率的に促進する触媒の性能が十分でなく、エネルギー変換効率の向上が課題となっている。

製造コストの高さ

高性能材料の合成や精密な製造プロセスが、燃料電池全体のコストを押し上げ、普及の障壁となっている。

材料間の界面特性の最適化不足

異なる材料が接する界面での電気的・化学的な相互作用が最適化されておらず、性能低下の原因となっている。

​対策

新規高耐久材料の開発

耐熱性、耐食性、耐酸化性に優れた新規材料を設計・合成し、材料の劣化メカニズムを解明して対策を講じる。

触媒設計・製造技術の革新

ナノ構造制御や合金化、担持技術の向上により、触媒の活性点密度を高め、貴金属使用量を削減する。

量産化に適した製造プロセスの確立

連続生産技術や自動化、材料リサイクル技術を導入し、製造コストの低減と品質の均一化を図る。

界面制御技術の高度化

界面改質剤の適用や積層構造の最適化により、材料間の電気抵抗を低減し、イオン伝導性を向上させる。

​対策に役立つ製品例

高性能触媒担体

貴金属触媒の分散性を高め、活性を向上させるとともに、貴金属使用量を削減することでコストダウンに貢献する。

高イオン伝導性電解質膜

低温・高湿度下でも高いイオン伝導性を維持し、燃料電池の作動温度範囲を広げ、効率を向上させる。

精密成形用バインダー

電極材料のバインダーとして、高い接着性と柔軟性を持ち、製造プロセスでの歩留まり向上と品質安定化に寄与する。

界面改質コーティング剤

材料界面に適用することで、電気抵抗を低減し、イオンやガスの透過性を最適化し、燃料電池全体の性能を向上させる。

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