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燃料電池の普及へ、パナソニックが水素流量濃度計
2023年2月13日 13:05
パナソニック エレクトリックワークス社は、「超音波式水素流量濃度計 GB-L1CMH1A」の受注を2月10日より開始した。業界初となる、高湿度下でも水素流量と濃度を同時に計測できるのが大きな特徴。この製品を活用することで、燃料電池の研究開発加速などを見込んでいる。
想定される用途は、燃料電池(FC)の評価を行なう研究開発部門で、燃料電池/燃料電池車メーカーなど。燃料電池以外にも、水素ボイラーや水素燃焼での水素計測、水電解装置での水素計測などにも活用できるという。価格は「1,000万円の半分程度を目指す」としている。PCに接続して単独で使えるほか、購入した企業の評価システムに組み込んでの利用もできる。
なお、製品化に先立ち2020年に開発発表を行なっており、これまで燃料電池/燃料電池車メーカーや燃料電池スタックメーカー、燃料電池評価装置メーカーなど国内外60社以上から引き合いがあったという。
実動作状態で、水素の流量と濃度を同時に計測可能
水素と空気中の酸素を化学反応させて発電する燃料電池は、供給する水素を一度に全て反応させることが難しく、未反応の水素は循環させて再利用するため、循環部の水素は高温高湿な状態になる。
従来は、高湿度下で流量と濃度を同時に計測できる製品がなかったことから水素の状態把握ができず、水素の投入や排水/排気は、内部の状態を推定しながらのタイミングで行なう必要があった。そのため、最適な発電制御が難しい状況だったという。
燃料電池内の温度や圧力、湿度は、燃料電池の発電効率や耐久性に大きな影響を与えることから、燃料電池の内部状態をリアルタイムで把握して制御することは重要とされている。
パナソニックはこれまで、ガスメーター向けのデバイス開発で培ってきた超音波計測技術を活用して、高湿度下の水素流量と濃度を同時計測可能な技術開発を進めてきた。
今回の水素流量濃度計は、燃料電池の実動作状態と同じ環境の高い湿度下で水素流量と濃度の計測が可能。燃料電池開発の高効率化や、耐久性の向上などに貢献するという。センサーを内蔵し、流量と濃度に加え、温度/圧力/湿度を1台でリアルタイムにモニタリングできる。
データはデジタル出力とアナログ電圧出力で取得でき、開発メーカーなどが保有する設備に組み合わせて利用できる。測定は0.01秒間隔で行なうため、流量と濃度の早い変化もとらえられるという。
また、前述したように水素の投入タイミングや量を最適化できるため、ムダに水素を投下することを抑えられることから、高価な水素の使用量を削減し、将来的に燃料電池の価格を下げることにもつながると期待されている。
本体サイズは261×151×102mm、重量は約3kg。消費電流はデジタル180mA以下、アナログ10mA以下。流量範囲は0～2,000L/分(ノルマル流量/温度0℃、圧力101.325kPaで換算した流量値)。濃度精度は±1vol%。
今回の製品は、3月15日～17日に東京ビッグサイトで開催される「第19回 FC EXPO」 に出展される予定。