高湿度下の水素流量・濃度を同時計測「超音波式水素流量濃度計」：製品動向

パナソニック エレクトリックワークス社は、高湿度下の水素流量・濃度を同時計測可能な新製品「超音波式水素流量濃度計」の受注を開始した。

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　パナソニック エレクトリックワークス社は、高湿度下の水素流量・濃度を同時計測可能な新製品「超音波式水素流量濃度計」の受注を、2023年2月10日から開始した。

超音波式水素流量濃度計　出典：パナソニックプレスリリース

　近年、カーボンニュートラルに向けて、水素エネルギーの利用促進に向けた取り組みが活発化している。水素と空気中の酸素の化学反応で発電する燃料電池は、エネルギー効率や耐久性の向上、コスト削減などが望まれ、研究開発の重要性が増している。

　燃料電池は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が、その際、高湿度下の水素流量・濃度を同時計測できないため、水素の状態把握ができず、最適な発電制御が難しかった。また、循環部の水分を除去して水素流量・濃度を測定する方法もあったが、測定過程で温度や圧力などが変化し、燃料電池の実動作状態と同じ環境では計測できなかった。

　同社は、ガスメータ向けデバイス開発で培った超音波計測技術を活用し、燃料電池の動作時と状態を変化させずに、高湿度環境下の水素の流量・濃度の同時計測を実現した。燃料電池開発の高効率化や、高耐久化開発に貢献する。

燃料電池システムならびに製品使用イメージ　出典：パナソニックプレスリリース

高湿度下の水素流量・濃度計測結果　出典：パナソニックプレスリリース

　また、発電効率や耐久性の向上には、燃料電池の内部状態をリアルタイムで把握し、最適制御することが重要だ。同製品はセンサー内蔵により、流量・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する。データはデジタル出力、アナログ電圧出力でき、保有設備に組み合わせて利用できる。さらに0.01秒間隔での測定により、流量、濃度の早い変化も捉えられる。

　さらに、燃料電池をはじめとする水素エネルギー関連の技術開発では、用途によって水素流量・濃度が大きく異なるため、流量範囲や濃度範囲に応じた計測器が必要だった。同製品は、最大2000L/minまでの大流量計測に加え、低流量域の高精度計測も実現した。また濃度も、0〜100vol％の広範囲で計測できる。これにより、使用条件に応じて複数の計測機器を用意する必要がなく、効率的な評価を実現する。