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当社の電極の運転・測定方法

2026-08-23 更新

当社の電極をテストセルに組み込み、自ら性能を測定する研究室向けのガイドです。データシートの数値が再現しない場合、原因の多くは測定条件にあるため、その条件をここで公開しています。

2026 年 8 月 23 日更新

本資料で答える内容

本資料では、電極を受け取った後にすべきこと(および不要なこと)、公表している各性能値の前提条件、測定値がデータシートと異なる場合にまず確認すべき点を説明します。

HXP-an・HXP-ca 電極を HXS-0 テストセルで使用する研究室向けです。スタック単体を自社の BoP に組み込む場合は、別の統合資料をご請求ください。

出荷時の状態:お客様の作業が不要な項目

  • 電極は洗浄・乾燥済みで出荷します。お客様側での追加の前処理は不要です。
  • HXP-an(アノード)は両面が同じなので、どちらの面を膜側に向けても構いません。HXP-ca(カソード)は触媒層の面を膜側に、カーボンペーパー(GDL)の面をセルハードウェア側に向けて組み立ててください。上下を逆にすると触媒層が膜に接触せず、セルは性能を発揮しません。
  • 開封後は電極を乾燥状態で保管してください。

セルの組立

締付方法はハードウェアによって異なります

ハードウェア値
HXS-0 テストセル(当社供給)M6 · プレス不要 · 締付順序とトルクは組立ガイドに記載 · M4 端子 1.5–2.0 N·m
お客様のセル上記の値は参考値として扱ってください。ガスケットの厚さと材質、有効面積によって変わります

大面積セルでは必要な圧縮が異なります。下の組立表のとおり、締め付け試験でガスケット厚さを決めてください。スタックの締結条件(油圧プレスによる圧縮後の二段階ボルト締結)を単セルに適用しないでください。

すべてのセルに共通

項目値
最も多い不具合ガスケット。O リングは溝から浮き、MEA ガスケットは内側に縮むため、なじませた後に元の位置へ押し戻してください
ガスケット厚さ電極の厚さに合わせるだけでは不十分です。ニッケルフォームのアノードは締め付け時に大きく圧縮され、その程度は材料によって異なります。何種類かのガスケット厚さで締め付けを試し、漏れとセル性能を確認して決めてください
向きアノードを下、カソードを上(電解液はアノード側を循環)
断熱エンドプレートに PTFE シートを貼る
流体接続HXS-0 は 1/4″ ダブルフェルール

運転条件

項目値
電解液0.1 M KOH(脱イオン水)
温度50 °C
圧力周囲温度
電解液流量有効面積 cm² あたり約 5 mL/min

昇温には時間がかかります。設定値を入力した時点ではなく、セルが実際に温度に達してから測定を始めてください。温度や濃度が異なると、同じ電極でも同じ電流密度でのセル電圧が変わります。室温での測定値を、昇温条件で取得したデータシートと直接比較しないでください。

起動:別途の活性化工程はありません

新しい電極に別途の活性化工程はありません。セルを運転温度まで上げ、定格電流で運転してください。当社でもそのように運用しています。

ステップ項目
1組立後に電解液を循環させ、セルを昇温する
2定格電流まで段階的に上げます。推奨ですが必須ではありません(スタックの場合:0 → 10 → 20 → 30 → 40 → 50 A、各二分間)
3電圧が落ち着くまで定格電流で約 30 分保持し、その後測定を開始
4初回運転時のチェック:ポートと継手に漏れがないこと、電解液の流れが安定していること、電流に応じて電圧が妥当に上昇すること

測定手順

ステップ手法条件
T1CP · 初期安定化定格電流 · 30 分
T2CP · 電流保持0.1 A/cm² · 30 s
T3LSVOCV → 1.70–1.75 V · 5 mV/s
T4ループT2 に戻り二回繰り返し
T5CV1.0 → 0.4 → 1.8 → 1.0 V · 4 サイクル · 50 mV/s
T6OCV30 s
T7CP0.1 A/cm² · 30 s
T8PEISDC バイアス 1.5 / 1.6 / 1.7 / 1.75 / 1.8 V · 100 kHz → 100 mHz · 振幅 10 mV

性能が良い場合、1.8 V に達する前に測定器が電流上限に達することがよくあります。電流制限の表示と実際の電流を確認してください。上限に達している場合は上限電圧を 1.70–1.75 V に下げ、その範囲でも上限内に収まることを確認してください。

数値が合わない場合

  1. 測定前に定格電流で 30 分以上安定させましたか?
  2. セルは実際に 50 °C に達していますか(設定値ではなく実測値)?
  3. 電解液は 0.1 M KOH ですか?
  4. 組立ガイドの値どおりに締付トルクをかけましたか?
  5. ガスケットが溝から外れていませんか?
  6. どの膜とアイオノマーを使いましたか?
  7. 測定モード(定電流、定電位、掃引速度)と、有効面積の基準は何ですか?

これら七つの項目をお送りいただければ、当社のエンジニアが同じ条件を再現し、お客様と一緒に原因を究明します。

公開数値ごとの測定条件

公開数値条件
HXP-an ターフェル勾配 98.7 mV/dec0.3 M KOH · 室温 · 三電極系
HXS-0 カタログ i-V 曲線有効面積 4 cm² · 1 M KOH · 80 °C
HXS-2 i-V 曲線0.1 M KOH · 50 °C · 23 セルのフルスタック
HXS-2 効率 90.0%(初期)0.1 M KOH · 50 °C · 常圧

公開している数値はすべて当社の HXP-an 電極で測定したものです。条件が異なる数値は比較できないため、二つの数値を並べる前に、それぞれがどの条件の値かを確認してください。

条件をお送りください

測定値がデータシートと大きく異なる場合は、上記の項目をお送りください。当社エンジニアが同じ条件を再現し、何が異なっていたかをご回答します。

ここに示す値は当社の試験条件によるものです。セル設計、膜とアイオノマー、試験装置が異なると、同じ数値が再現されないことがあります。条件をお送りいただければ、当社の条件と比較します。