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マイクロプローブを利用した内部計測装置

国内特許コード P160013347
整理番号 (S2015-0649-N0)
掲載日 2016年10月5日
出願番号 特願2016-026238
公開番号 特開2016-156813
出願日 平成28年2月15日(2016.2.15)
公開日 平成28年9月1日(2016.9.1)
優先権データ
  • 特願2015-031834 (2015.2.20) JP
発明者
  • 犬飼 潤治
  • 東海林 篤
  • 酒井 優
  • 原 正則
  • 松島 永佳
  • 斎木 敏治
出願人
  • 国立大学法人山梨大学
発明の名称 マイクロプローブを利用した内部計測装置
発明の概要 【課題】従来型の分光分析器では、検出感度が低く、高時間分解能及び高空間分解能で燃料電池内部の反応及び現象を測定することができなかった。
【解決手段】本発明によれば、コアと、上記コアを少なくとも部分的に覆うクラッドと、を具備した光ファイバープローブと、上記光ファイバープローブの近位端側において光学的に接続したダイクロイックミラーと、角振動数が異なる2つの超短パルスレーザー光を上記ダイクロイックミラーを介して上記コアに出力するレーザー発生器と、上記コアを通過するコヒーレント反ストークスラマン散乱光を上記ダイクロイックミラーを介して受光する受光器と、を備え、上記散乱光は、上記ダイクロイックミラーを介して上記レーザー光とは異なる光路を通る、分光分析器が提供される。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


燃料電池の実用化には、発電性能と耐久性の向上が不可欠である。燃料電池内部の「膜電極接合体(membrane electrode assembly (MEA))」は、高分子電解質膜、アノード触媒層、カソード触媒層、ガス拡散層から構成される。アノード触媒層は、厚さが約10μmであり、厚さ約30μmの高分子電解質膜の一方の側に形成され、カソード触媒層は、厚さが約10μmであり、上記高分子電解質膜の他方の側に形成されている。ガス拡散層は、厚さ約200μm以下の集電材を兼ねる多孔質のカーボン基材から作製され、アノードおよびカソード触媒層の外側に形成されている。MEAは、カーボン又は金属で作製された、ガス流路を備えたセパレーターまたはエンドプレートで挟まれている。



このように、MEAは、閉じた構造をしているため、発電中の燃料電池内部における反応分布はブラックボックス化されている。これが発電性能と耐久性の向上のボトルネックとなっている。



燃料電池内部における反応は、一般的に、レーザーラマン分光装置を用いて観察されている。特許文献1には、レーザー集光用プローブとレーザー受光用プローブと、を具備する燃料電池カートリッジ内部の監視装置が開示されている。

産業上の利用分野


本発明は、マイクロプローブを利用した内部計測装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
コアと、前記コアを少なくとも部分的に覆うクラッドと、を具備した光ファイバープローブと、
前記光ファイバープローブの近位端側において光学的に接続したダイクロイックミラーと、
角振動数が異なる2つの超短パルスレーザー光を前記ダイクロイックミラーを介して前記コアに出力するレーザー発生器と、
前記コアを通過するコヒーレント反ストークスラマン散乱光を前記ダイクロイックミラーを介して受光する受光器と、を備え、
前記散乱光は、前記ダイクロイックミラーを介して前記レーザー光とは異なる光路を通る、分光分析器。

【請求項2】
前記コアは、コア径が1から9μmである、請求項1に記載の分光分析器。

【請求項3】
前記コアは、コア径が1から3μmである、請求項2に記載の分光分析器。

【請求項4】
前記コアは、遠位端にかけてコア径が減少するテーパー部を有する、請求項1から3のいずれかに記載の分光分析器。

【請求項5】
前記テーパー部のテーパー角は、5から100度である、請求項4に記載の分光分析器。

【請求項6】
前記光ファイバーは、シリカガラスでできている、請求項1から5のいずれかに記載の分光分析器。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016026238thum.jpg
出願権利状態 公開
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