三井住友ファイナンス&グループ SMFL SMFLレンタル
メニュー

アイコン:ロボット・実用機器ロボット・実用機器

バナー:採用情報

水素エネルギー開発を支える燃料電池・電解セル/スタックのEIS測定のご紹介

背景

脱炭素社会の実現や水素エネルギーの普及に向けて、電解装置や燃料電池システムの開発が加速しています。

これに伴い、材料や単セルの性能評価に加え、実際の運転環境に近い条件で評価できるスタック評価の重要性が高まり、開発段階においては、性能低下要因の解析やセル間のバラつき評価、運転条件の最適化などが求められています。

EIS測定(電気化学インピーダンス測定)は、セルやスタック内部の反応状態や抵抗成分を非破壊で解析できる有効な評価手法です。

本ページでは、電解セル・電解スタック、燃料電池セル・燃料電池スタックの評価に活用されるEIS測定の概要と、その用途に応じた測定ソリューションをご紹介します。

EIS測定

EIS測定の重要性

燃料電池・電解セルスタックの開発では、発電性能や電解性能を評価するだけでなく、性能低下の要因やセル内部の電気化学的な特性を把握することが重要です。

EIS測定は、セルやスタックに微小な交流信号を印加し、その応答を周波数ごとに解析することで、内部に存在するさまざまな抵抗成分や反応特性を評価できる測定手法です。

電圧や電流などの性能値だけでは把握しにくいセル内部の状態を評価できるため、材料開発から単セル評価、スタック評価まで幅広く活用されています。

  • EIS測定をするメリット

    • セル/内部の抵抗成分や反応特性を把握しやすい
    • 劣化要因や性能差の確認に活用できる
    • 運転条件の最適化や開発期間短縮に貢献する
    • 単セル評価からスタック評価まで、開発フェーズに応じた解析に利用できる

EIS測定方法

スタックのEIS測定

ALDAS-Miniは、既存設備への改造や追加工事を行うことなく接続できます。従来のブースター内蔵FRA(Frequency Response Analyzer)が必要とした専用電源構成とは異なり、現在お使いの電解用DC電源をそのまま活用してEIS測定を実施できます。

また、ALDAS-Miniは最大60V、2000Aまで測定できるため、スタックのEIS測定に適しております。

  • 高速EIS

    通常では時間のかかる低周波領域のインピーダンス測定がALDASであれば最短7.6分で測定可能

  • 数A~最大2000Aまで測定可能

    大電流運転状況における大型のセルやスタックの測定も可能

  • 低周波領域まで安定した高精度測定

    電流センサー方式により、シャント方式で課題となる温度ドリフトを回避
    高精度な電流測定により1Hzを下回る低周波までバラつきを抑えた安定測定

最大入力電圧60V / 最大電流2000A / 最大周波数100kHzまでの
セル・スタックのEIS測定を正確に測定できます

レンタル可能品のご紹介

  • レンタル

    日置電機(株)
    ALDAS-Mini電解セルアナライザ
    EA5301-08

  • レンタル

    菊水電子工業(株)
    直流安定化電源
    PWR2001ML

  • レンタル

    日置電機(株)
    メモリハイコーダ
    MR8827

  • レンタル

    日置電機(株)
    バッテリハイテスタ
    BT3561-01

セルのEIS測定

SP-150eを使用したEIS測定はシングルチャンネルとして外部ブースターによる 電流出力の拡張が行えます。また、ポテンショ/ガルバノスタットボードをもう1枚シャシーに挿入する事で、 独立制御の2chの電気化学測定やバイポテンショスタットとしてもご使用いただけます。

また、1A ~10μAの電流を測定できるため、セルのEIS測定に適しております。

レンタル可能品のご紹介

SP-150

BioLogic Science Instruments
高性能電気化学測定システム(2ch・アドバンスドモデル)
SP-150E(092-150E)

  • 特徴

    • 5 端子測定によるアノード・カソードの同時モニタが可能
    • ポテンョ/ガルバノスタットモジュールを2枚挿入可能
      (2ch独立、もしくはバイポテンショスタットとしてRRDE測定に使用可能)

  • 分極制御
    セル接続 2, 3, 4, 5 端子( + グラウンド)
    出力電圧 ±10V,20V幅で可変
    制御電圧 ±10V,20V幅で可変
    出力電流 ±1A
    出力電圧分解能 305μV(20Vレンジ)、5μV(300mVレンジ)
    出力電流分解能 レンジの0.004%,760pA(10μAレンジ)
    出力電圧/ 電流確度 電流:レンジの0.1%
    最小サンプリング間隔 200μsec
    電流測定
    電流レンジ 1A~10μA(6レンジ)、Auto
    電流測定分解能 レンジの0.004%,760pA(10μAレンジ)
    電流測定確度 レンジの0.1%
  • 電圧測定
    電圧レンジ 20V幅で±10Vから0~20Vまで可変
    電圧測定分解能 レンジの0.0015%,最小76μV(10Vレンジ)
    電圧測定確度 レンジの0.1%
    エレクトロメータ
    インプット 3点電圧同時測定
    入力インピーダンス >1TΩ,<20pF 並列
    バイアス電流 <5pA
    インプット / アウトプット
    2 アナログインプット ±2.5V, ±5V, ±10V(16bit)
    1 アナログアウトプット ±10V(16bit)
    1 外部トリガーインプット TTL
    1 外部トリガーアウトプット TTL

まずはお気軽にお問い合わせください