[发明专利]参数决定方法和求得细孔内的气体或离子的输送性的模拟方法

说明书

本公开涉及的参数决定方法，是决定在求得细孔内空间中的气体的输送性的模拟中使用的、确定了细孔内的壁面与气体或离子的界面处的边界条件的参数的值的参数决定方法，包括以下步骤：决定再现第1浓度比的参数的值作为确定了细孔内空间的壁面与气体或离子的界面处的边界条件的参数的值，所述第1浓度比表示细孔内的气体或离子的浓度与细孔外的气体或离子的浓度的比例。

技术领域

本公开涉及高精度地求得细孔内部的气体或离子的输送性的模拟。特别是涉及决定应用于高精度地求得细孔内部的气体或离子的输送性的模拟的参数的值的参数决定方法、以及应用采用参数决定方法决定的参数的值来求得细孔内的气体或离子的输送性的模拟方法。

背景技术

从能源公司的市场扩大等状况出发，现在正在推进与燃料电池的性能提高和低成本化相关的研究。在这样的状况中，担负作为燃料电池系统的心脏部的堆或MEA(MembraneElectrode Assembly：膜电极组件)的核心的催化剂层的控制变得重要，最终希望能够无试制地决定基于运转条件和电池结构的催化剂层的最佳结构及其制作工艺。换言之，强烈期望提出用于使催化剂层成为最佳设计的模拟方法。

一般地，催化剂层具有多孔质结构，由催化剂金属、担载催化剂金属并传导电子的碳载体、将质子传导至催化剂金属的高分子电解质以及使氢、氧等气体扩散的细孔构成。

然而，上述的构成存在下述问题：由于担负质子传导的高分子电解质与催化剂金属直接接触，虽然能确保质子输送性，但是催化剂金属因高分子电解质而中毒从而催化活性降低，关于燃料电池的发电性能产生折衷选择(trade-off)。

因此，曾提出了如下模拟方法：作为向催化剂金属的质子供给路径，设想利用液态水代替高分子电解质这样的构成，算出细孔内部的液态水中的物质输送和电化学特性，从而预测细孔内部的发电性能(例如，非专利文献1)。

在先技术文献

非专利文献1

非专利文献1：T.Muzaffar,T.Kadyk,M.Eikerling”Physical Modeling of theProton Density in Nanopores of PEM Fuel Cell Catalyst Layers”.ElectrochimicaActa 245(2017)p.1048-1058

发明内容

在本公开中，作为一例，其课题是提供决定在高精度地求得细孔内部的气体或离子的输送性的模拟方法中使用的参数的值的参数决定方法、以及求得细孔内的气体或离子的输送性的模拟方法。

本公开涉及的参数决定方法的一个方式，为了解决上述的课题，是决定在求得细孔内空间中的气体或离子的输送性的模拟中使用的、确定了细孔内的壁面与气体或离子的界面处的边界条件的参数的值的参数决定方法，包括以下步骤：决定再现第1浓度比的所述参数的值作为确定了所述细孔内空间的壁面与气体或离子的界面处的边界条件的参数的值，所述第1浓度比表示所述细孔内的气体或离子的浓度与细孔外的气体或离子的浓度的比例。

本公开涉及的求得细孔内的气体或离子的输送性的模拟方法的一个方式，为了解决上述课题，是求得细孔内空间中的气体或离子的输送性的模拟方法，将采用包括以下步骤的参数决定方法决定的参数的值作为确定了细孔内的壁面与气体或离子的界面处的边界条件的参数的值应用，通过扩散方程式算出气体或离子的浓度变化，所述步骤是决定再现第1浓度比的所述参数的值作为确定了细孔内空间的壁面与气体或离子的界面处的边界条件的参数的值，所述第1浓度比表示所述细孔内的气体或离子的浓度与细孔外的气体或离子的浓度的比例。

本公开包括如以上所说明的步骤，取得了能够决定在高精度地算出细孔内部的气体或离子的输送性的模拟方法中使用的参数的值的效果。

附图说明

图1是示出本公开的实施方式涉及的具有细孔的碳载体的一例的示意图。