FAQ
燃料電池
燃料電池評価
ID.Q1
Q. 固体高分子形燃料電池（PEFC）の発電に必要な燃料ガス流量は？
A.
PEFCの発電に必要な理論上の燃料ガス流量は「Ｑ＝ｍＦｚ」の式から求められます。
Ｑ：電荷量[C]＝電流[A]×時間[sec]
ｍ：モル数[mol]
Ｆ：ファラデー定数（＝96500 [C/mol]）
ｚ：イオン価数
例えば、MEAの面積が1 cm2の燃料電池を1 A/cm2の電流密度で1分間通電したときに必要な水素の量は以下のようになります。 （ただし、水素分子は理想気体、体積は標準状態換算）
水素[L]＝22.4[L/mol]×1[cm2]×1[A/cm2]×60[sec]×1/96500[C-1mol]
×1/2（価数）＝0.006963･･･[L]＝6.96 [mL]
つまり、1cm2の面積の燃料電池で、1A/cm2の電流を1分間保持するための水素量は、水素が100%反応すると仮定した場合、約7 mL/minとなります。
ただし、一般には100%反応させることは難しいので、通常は最低必要量よりも多い燃料を流します。
この時の流量の指標として、“燃料利用率：反応する燃料量／供給する燃料量”があります。
25cm2の燃料電池で1A/cm2の発電の際に、燃料利用率50％で発電させるとすると、
水素[L/min]＝7[mL/(min・cm2)]×25[cm2]×（100／50[％]）＝350[mL/min]
スタックセルの場合は更にスタック数を掛けると、必要な水素量を算出できます。
カソード側の酸素（空気）量は考え方次第ですが、少なくとも反応する水素量と100%反応するだけの酸素量が必要になります。