CN101496215A - 燃料电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种燃料电池,具备层叠了3个以上的发电单体的层叠体,各发电单体包含在电解质膜的一面及另一面上分别接合了阳极电极及阴极电极的组件,阳极电极配置于比阴极电极靠近发电单体的层叠方向的一端侧。在相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间,在所述层叠方向上在多个部位配设有用于进行这些阳极电极及阴极电极的温度调整的温度调整部,配设于多个部位的温度调整部用于进行温度调整以使阳极电极与阴极电极的散热能力差根据层叠方向而不同。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备层叠了发电单体的层叠体的燃料电池。
背景技术
燃料电池中,通过层叠多个发电单体而构成层叠体,且该发电单体包含在电解质膜的一面及另一面上分别接合了阳极电极及阴极电极的膜电极组件(Membrane Electrode Assembly、MEA)。在各发电单体中,通过将燃料气体及氧化剂气体分别向阳极电极及阴极电极供给,来进行电化学反应,进行发电。在电化学反应之时,由于不仅生成电能,还会生成热能,因此通过在形成于相互邻接的发电单体之间的冷却水流路中流过冷却水,来进行各发电单体的冷却。
但是,在各发电单体的冷却之时,因向外部散热而存在与其他的发电单体相比容易引起温度降低的发电单体。例如,对于位于层叠体的层叠方向端部附近的发电单体,由于从功率输出用的端电极(集电板)、为了保持所层叠的发电单体而设置的端板等释放的热量多,因此容易使温度降低。发生了温度降低的发电单体由于容易产生由水蒸气的冷凝造成的结露,因此容易导致发电性能的降低。
日本特开平8-306380号公报中,公开有在层叠体的层叠方向端部设置绝热层或加热器的构成。日本特开平8-306380号公报中,利用该绝热层或加热器来实现抑制位于层叠体的层叠方向端部附近的发电单体的温度降低。但是,如果只是单单地抑制发电单体的温度降低,则很难在发电单体中充分地抑制水蒸气冷凝,很难充分地抑制发电单体的发电性能的降低。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种可以充分地抑制发电单体的发电性能的降低的燃料电池。
本发明的燃料电池,其特征在于,是具备层叠了3个以上的发电单体的层叠体的燃料电池,各发电单体包含在电解质膜的一面及另一面上分别接合了阳极电极及阴极电极的组件,阳极电极配置于比阴极电极靠近发电单体的层叠方向的一端侧,在相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间,在所述层叠方向上在多个部位配设有用于进行该阳极电极及该阴极电极的温度调整的温度调整部,配设于多个部位的温度调整部用于进行温度调整,以使阳极电极与阴极电极的散热能力差根据所述层叠方向而不同。
另外,本发明的燃料电池,其特征在于,是具备层叠了3个以上的发电单体的层叠体的燃料电池,各发电单体包含在电解质膜的一面及另一面上分别接合了阳极电极及阴极电极的组件,阳极电极配置于比阴极电极靠近发电单体的层叠方向的一端侧,在相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间,在所述层叠方向上在多个部位配设有用于进行该阳极电极及该阴极电极的温度调整的温度调整部,配设于多个部位的温度调整部的一部分用于进行温度调整以使阳极电极的散热能力与阴极电极的散热能力不同。
另外,本发明的燃料电池,其特征在于,是具备层叠了3个以上的发电单体的层叠体的燃料电池,各发电单体包含在电解质膜的一面及另一面上分别接合了阳极电极及阴极电极的组件,阳极电极配置于比阴极电极靠近发电单体的层叠方向的一端侧,配设有温度调整部,其用于使相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间的热交换量根据所述层叠方向而不同。
根据本发明,在层叠了发电单体的燃料电池中,可以与发电单体的位置对应地恰当地进行各发电单体的温度调整,以抑制阴极电极与阳极电极之间的温差。其结果是,可以充分地抑制发电单体的发电性能的降低。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的燃料电池的概略构成的图。
图2是表示本发明的实施方式1的燃料电池的其他的概略构成的图。
图3是表示本发明的实施方式1的燃料电池的其他的概略构成的图。
图4是表示本发明的实施方式1的燃料电池的其他的概略构成的图。
图5是表示本发明的实施方式1的燃料电池的其他的概略构成的图。
图6是表示本发明的实施方式2的燃料电池的概略构成的图。
图7是表示本发明的实施方式2的燃料电池的其他的概略构成的图。
图8是表示本发明的实施方式3的燃料电池的概略构成的图。
图9是表示本发明的实施方式3的燃料电池的其他的概略构成的图。
具体实施方式
下面,依照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。
实施方式1
图1是表示本发明的实施方式1的燃料电池的概略构成的图。本实施方式的燃料电池具备层叠了n个(n为3以上的整数)发电单体14-1~14-n的层叠体12。而且,图1中,作为一个例子,表示了将10个发电单体14-1~14-10从其层叠方向的一端侧向另一端侧以发电单体14-1~14-10的顺序层叠的情况(n=10的情况)。但是,在层叠体12中,对于所层叠的发电单体14-1~14-n的个数,可以在3以上(n≥3)的范围中任意地设定。
发电单体14-m(m为1以上并且在n以下的整数)包含:分别在电解质膜16-m的一面接合了阳极电极18-m、在另一面接合了阴极电极20-m的膜电极组件(Membrane Electrode Assembly,以下简记为MEA)22-m;与阳极电极18-m对置配置的阳极侧的分离器(separator)28-m;与阴极电极20-m对置配置的阴极侧分离器30-m。MEA22-m被夹持于阳极侧分离器28-m与阴极侧分离器30-m之间。在发电单体14-m中,阳极电极18-m配置于比阴极电极20-m靠近发电单体14-1~14-n的层叠方向(以下简记为层叠方向)的一端侧。而且,图1表示了在阳极侧分离器28-m及阴极侧分离器30-m中使用了金属分离器的例子。但是,本实施方式中,也可以在阳极侧分离器28-m及阴极侧分离器30-m中使用碳分离器。
在发电单体14-m中,通过在阳极侧分离器28-m中形成凹凸部,就可以在阳极电极18-m与阴极侧分离器28-m之间,形成阳极气体流路38-m,该阳极气体流路38-m与未图示的阳极气体供给口及阳极气体排出口连通,流过燃料气体(阳极气体)。另一方面,通过在阴极侧分离器30-m中形成凹凸部,就可以在阴极电极20-m与阴极侧分离器30-m之间,形成阴极气体流路40-m,该阴极气体流路40-m与未图示的阴极气体供给口及阴极气体排出口连通,流过氧化剂气体(阴极气体)。在发电单体14-m中,通过将从阳极气体供给口流入阳极气体流路38-m的燃料气体向阳极电极18-m供给,将从阴极气体供给口流入阴极气体流路40-m的氧化剂气体向阴极电极20-m供给,就可以进行电化学反应,进行发电。在电化学反应之时,不仅产生电能,还会产生热能。用于电化学反应后的燃料气体被从阳极气体排出口排出,用于电化学反应后的氧化剂气体被从阴极气体排出口排出。作为这里的燃料气体,例如可以使用氢(H2),作为氧化剂气体,例如可以使用空气。以上的发电单体14-m的构成在各个发电单体14-1~14-n(图1中为发电单体14-1~14-10)中是共同的。此外,在层叠方向上的层叠体12的一端部配设有阳极侧端电极(集电板)23,在层叠方向上的层叠体12的另一端部配设有阴极侧端电极(集电板)24。
在层叠体12中,相互邻接的发电单体14-j、14-(j+1)(j为1以上并且在(n-1)以下的整数)的一方14-(j+1)的阳极电极18-(j+1)及另一方14-j的阴极电极20-j在层叠方向上夹隔着阳极侧分离器28-(j+1)及阴极侧分离器30-j而被相对配置。此外,在相互邻接的发电单体14-j、14-(j+1)之间,更具体来说,在发电单体14-(j+1)的阳极侧分离器28-(j+1)(阳极电极18-(j+1))与发电单体14-j的阴极侧分离器30-j(阴极电极20-j)之间,形成有制冷剂流路42-j,该制冷剂流路42-j与未图示的制冷剂供给口及制冷剂排出口连通,流过作为制冷剂的冷却液(冷却水)。通过从制冷剂供给口流入制冷剂流路42-j的冷却液与阳极电极18-(j+1)及阴极电极20-j进行热交换,就可以从阳极电极18-(j+1)及阴极电极20-j中释放热并运走,可以调整阳极电极18-(j+1)及阴极电极20-j的温度(进行冷却)。用于热交换后的冷却液被从制冷剂排出口排出。本实施方式中,在层叠方向上的位置不同的多个部位,分别形成用于在发电单体14-(j+1)的阳极电极18-(j+1)与发电单体14-j的阴极电极20-j之间进行阳极电极18-(j+1)及阴极电极20-j的冷却的制冷剂流路42-j。图1表示了制冷剂流路42-1~42-9分别形成于发电单体14-1、14-2之间~发电单体14-9、14-10之间的例子。
此外,本实施方式中,在阳极侧端电极23附近(层叠方向上的层叠体12的一个端部附近)相互邻接的发电单体14-1、14-2的一方14-2的阳极电极18-2与另一方14-1的阴极电极20-1之间,设有具有导电性及绝热性的绝热层32-1。图1所示的例子中,绝热层32-1配置于最靠近阳极侧端电极23的发电单体14-1的阴极侧分离器30-1与邻接发电单体14-1的发电单体14-2的阳极侧分离器28-2之间。此外,如下所示地构成,即,使形成于绝热层32-1与阴极侧分离器30-1之间的空间作为冷却液流动用的制冷剂流路42-1发挥作用,并且对于形成于绝热层32-1与阳极侧分离器28-2之间的空间34-1,不供给冷却液(不使之作为制冷剂流路发挥作用)。也就是说,对于空间34-1,切断与制冷剂供给口及制冷剂排出口的连通,设为空气层。这样,绝热层32-1就配置于制冷剂流路42-1与发电单体14-2的阳极侧分离器28-2(阳极电极18-2)之间。由此,就可以进行阳极电极18-2及阴极电极20-1的温度调整(散热),以使从发电单体14-1的阴极电极20-1向流过制冷剂流路42-1的冷却液的散热量(热交换量)大于从发电单体14-2的阳极电极18-2向冷却液的散热量(热交换量)。也就是说,从阴极电极20-1向流过制冷剂流路42-1的冷却液的散热能力高于从阳极电极18-2向冷却液的散热能力。
图1所示的例子中,在MEA22-1、22-2之间以外的相互邻接的MEA22-2、22-3之间~MEA22-9、22-10之间,未设置绝热层。由此,从发电单体14-j的阴极电极20-j向流过制冷剂流路42-j的冷却液的散热量与从发电单体14-(j+1)的阳极电极18-(j+1)向冷却液的散热量相等(或者大致相等)的条件是对2以上并且在(n-1)以下的所有整数j成立的。所以,图1所示的例子中,形成于多个部位的制冷剂流路42-1~42-9中的一部分(制冷剂流路42-1)进行温度调整,以使与阳极电极18-2的散热量相比阴极电极20-1的散热量大,阴极电极20-j与阳极电极18-(j+1)之间的散热量(散热能力)的差根据层叠方向(j的值)而变化。
本实施方式中,就2以上并且在(n-1)以下的所有整数j而言,由于阳极侧分离器28-(j+1)与阴极侧分离器30-j接触,因此在阳极电极18-(j+1)与阴极电极20-j之间进行热交换。另一方面,由于在阳极侧分离器28-2与阴极侧分离器30-1之间配设有绝热层32-1,因此阳极电极18-2与阴极电极20-1之间的热交换量少于除此以外的阳极电极18-(j+1)与阴极电极20-j之间的热交换量。通过像这样在相互邻接的发电单体的组合(发电单体14-1、14-2、发电单体14-2、14-3~发电单体14-(n-1)、14-n)的一部分(发电单体14-1、14-2)中的一方14-2的阳极电极18-2与另一方14-1的阴极电极20-1之间配设绝热层32-1,相互邻接的发电单体14-j、14-(j+1)(j为1以上且(n-1)以下的整数)的一方14-(j+1)的阳极电极18-(j+1)与另一方14-j的阴极电极20-j之间的热交换量就会根据层叠方向(j的值)而不同。
另外,本实施方式中,在与阳极侧端电极23邻接的发电单体14-1的比阳极电极18-1靠近层叠方向的一端侧,设有具有导电性及绝热性的绝热层33。图1所示的例子中,绝热层33配置于阳极侧端电极23与发电单体14-1的阳极侧分离器28-1之间。此外,构成为,对于形成于绝热层33与阳极侧端电极23之间的空间35-1及形成于绝热层33与阳极侧分离器28-1之间的空间35-2,都不供给冷却液(不作为制冷剂流路使其发挥作用)。也就是说,对于空间35-1、35-2,都切断与制冷剂供给口及制冷剂排出口的连通,将其设为空气层。另外,本实施方式中,如前所述,绝热层32-1还设于层叠体12的端部附近的发电单体14-1、14-2之间。
这里,在本实施方式中,对不仅在层叠体12的端部,而且还在层叠体12内的发电单体14-1、14-2之间也设置绝热层的理由进行说明。假设如果在发电单体14-1、14-2之间没有绝热层32-1,则发电单体14-1中的发电单体14-2侧的阴极电极20-1就会顺利地与比发电单体14-1靠近高温侧的发电单体14-2进行热交换,其结果是,温度明显上升。另一方面,发电单体14-2中的发电单体14-1侧的阳极电极18-2顺利地与比发电单体14-2靠近低温侧的发电单体14-1进行热交换,其结果是,温度明显降低。这样,在发电单体14-1内在阳极电极18-1与阴极电极20-1之间产生很大的温差,并且在发电单体14-2内在阳极电极18-2与阴极电极20-2之间产生很大的温差。而且,在层叠体12中产生温度分布的原因是有时在层叠体12的温度(例如发电单体14-1~14-n的平均温度)与气温之间产生差别。例如,在气温低于层叠体12的温度的情况下,温度随着从中央的发电单体靠近端部的发电单体,降低。相反,在气温高于层叠体12的温度的情况下,温度随着从中央的发电单体靠近端部的发电单体,上升。在哪种情况下,温度分布都不仅产生于发电单体14-1~14-n之间,而且还产生于单一的发电单体14-m内的极间。层叠体12的温度与气温的差越大,则该发电单体14-m内的温度分布就越明显。
当在发电单体14-m中,若在阴极电极20-m与阳极电极18-m之间产生了温差,则水蒸气从温度高的电极透过电解质膜16-m向温度低的电极移动。例如,在阳极侧端电极23附近的发电单体14-1中,由于层叠方向外侧的阳极电极18-1的温度与层叠方向内侧的阴极电极20-1的温度相比容易降低,因此水蒸气容易从阴极电极20-1透过电解质膜16-1向阳极电极18-1移动。同样地,在阳极侧端电极23附近的发电单体14-2中,也是阳极电极18-2的温度与阴极电极20-2的温度相比容易降低,因此水蒸气容易从阴极电极20-2透过电解质膜16-2向阳极电极18-2移动。并且,由于在阴极电极20-m与阳极电极18-m之间产生的温差根据发电单体14-m的位置(层叠方向)而不同,因此透过电解质膜16-m移动的水蒸气量也会根据发电单体14-m的位置而变化。例如,在层叠体12的层叠方向上的中央部附近的发电单体14-m中,由于与阳极侧端电极23附近的发电单体14-1、14-2相比,在阴极电极20-m与阳极电极18-m之间更难以产生温差,因此透过电解质膜16-m移动的水蒸气量也变少。若移动到温度容易降低的阳极电极18-1、18-2的水蒸气冷凝而滞留,就容易导致发电单体14-1、14-2的发电性能的降低。特别是,在阳极电极18-1、18-2中,由于燃料气体(氢气)的供给流量与氧化剂气体(空气)相比较少,因此冷凝水容易滞留。由此,要求对各个发电单体14-1~14-n进行温度调整,以抑制根据发电单体14-m的位置而不同的阴极电极20-m与阳极电极18-m的温差。
针对于此,本实施方式中,通过在制冷剂流路42-1与发电单体14-2的阳极电极18-2之间配置绝热层32-1,使得从发电单体14-2的阳极电极18-2向流过制冷剂流路42-1的冷却液的散热量少于从发热单元14-1的阴极电极20-1向冷却液的散热量。另外,抑制了阳极电极18-2与阴极电极20-1之间的热交换。这样,由于可以减少阳极电极18-2的散热量而升高阳极电极18-2的温度,因此就可以减少发电单体14-2中的阴极电极20-2与阳极电极18-2的温差。由此,在发电单体14-2中,可以抑制水蒸气从阴极电极20-2透过电解质膜16-2向阳极电极18-2移动。与此同时,由于可以提高流过制冷剂流路42-1的冷却液对阴极电极20-1的冷却效率,可以增大阴极电极20-1的散热量而降低阴极电极20-1的温度,因此可以减少发电单体14-1中的阴极电极20-1与阳极电极18-1的温差。由此,在发电单体14-1中,可以抑制水蒸气从阴极电极20-1透过电解质膜16-1向阳极电极18-1移动。另外,由于通过在比发电单体14-1的阳极电极18-1靠近层叠方向的一端侧配置绝热层33,就可以减少阳极电极18-1的散热量而升高阳极电极18-1的温度,因此可以进一步减少发电单体14-1的阴极电极20-1与阳极电极18-1的温差。
另一方面,在与发电单体14-1、14-2相比难以在阴极电极20-m与阳极电极18-m之间产生温差的发电单体(例如层叠体12的中央部附近的发电单体)14-m中,阳极电极18-m的散热量与阴极电极20-m的散热量大致相等。由此,由于可以在阳极电极18-m与阴极电极20-m将温度保持大致相等,因此可以抑制穿过电解质膜16-m的水蒸气的移动。
如上说明所示,根据本实施方式,制冷剂流路42-1~42-9中的一部分(制冷剂流路42-1)进行温度调整,以使阴极电极20-1的散热量大于阳极电极18-2的散热量,使阴极电极20-j与阳极电极18-(j+1)的散热量的差根据层叠方向而不同,由此,可以根据发电单体14-1~14-n的位置(层叠方向)而恰当地进行各个发电单体14-1~14-n的温度调整,以抑制阴极电极20-m与阳极电极18-m的温差。另外,通过利用绝热层32-1抑制阳极电极18-2与阴极电极20-1之间的热交换,使阴极电极20-j与阳极电极18-(j+1)之间的热交换量根据层叠方向而不同,也可以抑制阴极电极20-m与阳极电极18-m的温差。所以,在发电单体14-1~14-n中,可以抑制穿过电解质膜16-1~16-n的水蒸气的移动,可以改善层叠体12的层叠方向上的含水量分布。其结果是,可以稳定地抑制由冷凝水的滞留造成的发电单体14-1~14-n的发电性能的降低。
下面,对本实施方式的其他的构成例进行说明。
本实施方式中,关于设于制冷剂流路42-1与阳极电极18-2之间的绝热层32-1,也可以配置于阳极侧分离器28-2与阳极气体流路38-2之间、或阳极气体流路38-2与阳极电极18-2之间。在将绝热层32-1配置于阳极气体流路38-2与阳极电极18-2之间的情况下,按照可以透过燃料气体(氢气)的方式来决定绝热层32-1的材料或结构。另外,关于绝热层33,也可以配置于阳极侧分离器28-1与阳极气体流路38-1之间、或阳极气体流路38-1与阳极电极18-1之间。在将绝热层33配置于阳极气体流路38-1与阳极电极18-1之间的情况下,也是按照可以透过燃料气体的方式来决定绝热层33的材料或结构。另外,关于绝热层33,也可以配置于比阳极侧端电极23靠近层叠方向的外侧。对于此时的绝热层33,不一定需要具有导电性,也可以使用绝缘体。
另外,本实施方式中,也可以取代绝热层32-1,或包括绝热层32-1在内,还使阳极侧分离器28-2的材料的热传导率低于阴极侧分离器30-1的材料的热传导率。另外,也可以取代绝热层32-1,或者包含绝热层32-1在内,还使阳极侧分离器28-2的板厚(层叠方向上的厚度)大于阴极侧分离器30-1的板厚(层叠方向上的厚度)。利用这些构成,也可以使发电单体14-2的阳极电极18-2的散热量少于发电单体14-1的阴极电极20-1的散热量,并且可以抑制阳极电极18-2与阴极电极20-1之间的热交换。另外,本实施方式中,通过使用珀耳贴元件,也可以进行阳极电极18-2及阴极电极20-1的温度调整,以使阳极电极18-2的散热量少于阴极电极20-1的散热量。
另外,图2所示的构成例中,与图1所示的构成例相比,在阳极侧端电极23与绝热层33之间配置有分离器29-1,在绝热层33与发电单体14-1的阳极侧分离器28-1之间配置有分离器31-1。也就是说,绝热层33被在层叠方向上夹持于分离器29-1、31-1之间。此外,在发电单体14-1的阴极侧分离器30-1与绝热层32-1之间配置有分离器29-2,在绝热层32-1与发电单体14-2的阳极侧分离器28-2之间配置有分离器31-2。也就是说,绝热层32-1被在层叠方向上夹持于分离器29-2、31-2之间。另外,使形成于分离器29-2与阴极侧分离器30-1之间的空间作为冷却液流动用的制冷剂流路42-1发挥作用,并且对于形成于分离器31-2与阳极侧分离器28-2之间的空间34-1、形成于分离器29-1与阳极侧端电极23之间的空间35-1以及形成于分离器31-1与阳极侧分离器28-1之间的空间35-2,都不供给冷却液(不使之作为制冷剂流路发挥作用)。
另外,在绝热层33与分离器29-1之间,形成有与未图示的阳极气体供给口及阳极气体排出口连通而流过燃料气体的阳极气体旁通流路39-1,在绝热层32-1与分离器29-2之间,也形成有与未图示的阳极气体供给口及阳极气体排出口连通而流过燃料气体的阳极气体旁通流路39-2。此外,在绝热层32与分离器31-1之间,形成有与未图示的阴极气体供给口及阴极气体排出口连通而流过氧化剂气体的阴极气体旁通流路41-1,在绝热层32-1与分离器31-2之间,也形成有与阴极气体供给口及阴极气体排出口连通而流过氧化剂气体的阴极气体旁通流路41-2。
向层叠体12经由配管供给含有水分的反应气体(燃料气体及氧化剂气体)。例如在外部气温低的情况下,或在反应气体的湿度高的情况下,配管的内壁面的冷凝水就被与反应气体一起向层叠体12供给。当该冷凝水向发电单体14-1~14-n的供给量增大时,就容易导致发电单体14-1~14-n的发电性能的降低。
与之不同,图2所示的构成例中,由于可以将向阳极气体供给口供给的冷凝水经由阳极气体旁通流路39-1、39-2向阳极气体排出口排出,因此可以抑制将冷凝水与燃料气体一起向发电单体14-1~14-n供给的情况。同样地,由于可以将向阴极气体供给口供给的冷凝水经由阴极气体旁通流路41-1、41-2向阴极气体排出口排出,因此可以抑制将冷凝水与氧化剂气体一起向发电单体14-1~14-n供给的情况。所以,可以更为稳定地抑制发电单体14-1~14-n的发电性能的降低。
另外,对于图2所示的构成例,由于只要将MEA置换为绝热层32-1、33就可以实现,因此可以容易地进行层叠体12的形成。
而且,在图1所示的构成例中,也可以在绝热层33的内部形成阳极气体旁通流路39-1及阴极气体旁通流路41-1的任意一个以上。同样地,也可以在绝热层32-1的内部形成阳极气体旁通流路39-2及阴极气体旁通流路41-2的任意一个以上。但是,图1、2所示的构成例中,不一定需要经由阳极气体旁通流路39-1、39-2或阴极气体旁通流路41-1、41-2来分流冷凝水。
另外,图3所示的构成例中,与图2所示的构成例相比,在分离器29-1上设有向分离器31-1侧突出的突出部(凸部)59,在分离器31-1上设有向分离器29-1侧突出的突出部(凸部)61。突出部59被在层叠方向上与突出部61相对而配置。在层叠方向上夹持于分离器29-1、31-1之间的绝热层33包括:绝热材料33a、33b;与绝热材料33a、33b相比刚性高的绝热材料33c。绝热材料33a、33b夹持于分离器29-1的突出部59以外的部分与分离器31-1的突出部61以外的部分之间,绝热材料33c夹持于分离器29-1的突出部59与分离器31-1的突出部61之间。也就是说,绝热层33的夹持于突出部59、61之间的部分(绝热材料33c)与绝热层33的其他的部分(绝热材料33a、33b)相比刚性高,并且层叠方向的厚度薄。另外,绝热材料33a比MEA22-1的外周向外方伸出。而且,图3中,为了说明的方便,省略了阳极气体流路38-1、38-2及阴极气体流路40-1、40-2的图示。
同样地,在分离器29-2上设有向分离器31-2侧突出的突出部(凸部)69,在分离器31-2上设有向分离器29-2侧突出的突出部(凸部)71。突出部69在层叠方向上与突出部71相对而被配置。在层叠方向上夹持于分离器29-2、31-2之间的绝热层32-1包括:绝热材料32-1a、32-1b;与绝热材料32-1a、32-1b相比刚性高的绝热材料32-1c。绝热材料32-1a、32-1b夹持于分离器29-2的突出部69以外的部分与分离器31-2的突出部71以外的部分之间,绝热材料32-1c夹持于分离器29-2的突出部69与分离器31-2的突出部71之间。也就是说,绝热层32-1的夹持于突出部69、71之间的部分(绝热材料32-1c)与绝热层32-1的其他的部分(绝热材料32-1a、32-1b)相比刚性高,并且层叠方向的厚度薄。另外,绝热材料32-1a比MEA22-1、22-2的外周向外方伸出。此外,在MEA22-1的周围,设有绝热材料45。
作为这里的绝热材料32-1a、32-1b、33a、33b,使用具有导电性的材料,另一方面,对于绝热材料32-1c、33c,不一定需要具有导电性,也可以使用绝缘体。作为绝热材料32-1c、33c,使用优先考虑绝热性能和强度的材料,例如可以使用环氧树脂、酚醛树脂、玻璃纤维或陶瓷等。
此外,图3所示的构成例中,使形成于分离器31-2与阳极侧分离器28-2之间的空间作为用于冷却阳极电极18-2的冷却液流动用的制冷剂流路(阳极侧制冷剂流路)34-1发挥作用,并且使形成于分离器29-2与阴极侧分离器30-1之间的空间作为用于冷却阴极电极20-1的冷却液流动用的制冷剂流路(阴极侧制冷剂流路)42-1发挥作用。也就是说,绝热层32-1被在层叠方向上配置于制冷剂流路34-1、42-1之间,分离器31-2面向制冷剂流路34-1及绝热层32-1,分离器29-2面向制冷剂流路42-1及绝热层32-1。此外,使形成于分离器31-1与阳极侧分离器28-1之间的空间作为用于冷却阳极电极18-1的冷却液流动用的制冷剂流路35-2发挥作用。也就是说,分离器31-1面向制冷剂流路35-2及绝热层33。
另外,分离器29-2中的面向制冷剂流路42-1的部分的形状与分离器31-2中的面向制冷剂流路34-1的部分的形状以及分离器31-1中的面向制冷剂流路35-2的部分的形状不同,以使得制冷剂流路42-1的截面积与制冷剂流路34-1的截面积及制冷剂流路35-2的截面积不同。作为更具体的例子,如图3所示,与在分离器29-2中的面向制冷剂流路42-1的部分形成凹陷部(凹部)63相对,而在分离器31-2中的面向制冷剂流路34-1的部分以及分离器31-1中的面向制冷剂流路35-2的部分不形成凹陷部(凹部),为平坦的形状。由此,制冷剂流路42-1的截面积就大于制冷剂流路34-1的截面积及制冷剂流路35-2的截面积,从而可以使流过制冷剂流路42-1的冷却液的流量与流过制冷剂流路34-1的冷却液的流量及流过制冷剂流路35-2的冷却液的流量相比增大。这样,从阴极电极20-1向流过制冷剂流路42-1的冷却液的散热量与从阳极电极18-2向流过制冷剂流路34-1的冷却液的散热量以及从阳极电极18-1向流过制冷剂流路35-2的冷却液的散热量相比变大。但是,也可以在分离器31-2中的面向制冷剂流路34-1的部分以及分离器31-1中的面向制冷剂流路35-2的部分形成凹陷部(凹部)。该情况下,对于分离器31-2中的面向制冷剂流路34-1的凹陷部以及分离器31-1中的面向制冷剂流路35-2的凹陷部,通过将其深度及宽度的任意一个以上设定为小于分离器29-2中的面向制冷剂流路42-1的凹陷部63,而将制冷剂流路34-1、35-2的截面积设定为小于制冷剂流路42-1的截面积。
根据以上所说明的图3所示的构成例,即使对分离器29-2、31-2作用层叠方向的外力而将绝热层32-1利用分离器29-2、31-2夹压,也可以利用设于分离器29-2、31-2上的突出部69、71来限制层叠方向上的绝热层32-1(绝热材料32-1a、32-1b)的变形(由压缩造成的压垮)。由此,就可以稳定地维持绝热层32-1(绝热材料32-1a、32-1b)的绝热性能。另外,也可以利用突出部69、71来进行绝热材料32-1b的定位。此外,对于夹持于突出部69、71之间的绝热材料32-1c,由于使用与绝热材料32-1a、32-1b相比刚性高的材料,也就是与绝热材料32-1a、32-1b相比难以在层叠方向变形的(相对于相同大小的层叠方向的外力来说层叠方向的变形量小)材料,因此就可以进一步抑制层叠方向的绝热材料32-1a、32-1b的压缩变形。
同样地,即使对分离器29-1、31-1作用层叠方向的外力而将绝热层33利用分离器29-1、31-1夹压,也可以利用设于分离器29-1、31-1上的突出部59、61来限制层叠方向上的绝热层33(绝热材料33a、33b)的变形(由压缩造成的压垮)。由此,就可以稳定地维持绝热层33(绝热材料33a、33b)的绝热性能。另外,也可以利用突出部59、61来进行绝热材料33b的定位。此外,对于夹持于突出部59、61之间的绝热材料33c,由于使用与绝热材料33a、33b相比刚性高的材料,也就是与绝热材料33a、33b相比难以在层叠方向变形的(相对于相同大小的层叠方向的外力来说层叠方向的变形量小)材料,因此就可以进一步抑制层叠方向的绝热材料33a、33b的压缩变形。
另外,根据图3所示的构成例,可以不将发电单体14-1的结构相对于发电单体14-2~14-n进行变更(不将阴极侧分离器30-1的形状相对于阴极侧分离器30-2~30-n进行变更),而使制冷剂流路42-1的截面积与制冷剂流路34-1、35-2的截面积不同,从而可以使阴极电极20-1的散热量与阴极电极18-1、18-2的散热量不同。所以,就可以很容易地进行层叠体12的形成。
而且,图3所示的构成例中,也可以省略突出部69、71的任意一方。例如在省略了突出部71的情况下,可以利用突出部69来限制层叠方向上的绝热材料32-1a、32-1b的压缩变形。另外,因绝热层32-1中的夹持于突出部69与分离器31-2之间的部分(绝热材料32-1c)的刚性与绝热层32-1中的其他的部分(绝热材料32-1a、32-1b)的刚性相比高,而可以进一步抑制层叠方向上的绝热材料32-1a、32-1b的压缩变形。同样地,图3所示的构成例中,也可以省略突出部59、61的任意一方。例如在省略了突出部61的情况下,可以利用突出部59来限制层叠方向上的绝热材料33a、33b的压缩变形。另外,因绝热层33中的夹持于突出部59与分离器31-1之间的部分(绝热材料33c)的刚性与绝热层33中的其他的部分(绝热材料33a、33b)的刚性相比高,而可以进一步抑制层叠方向上的绝热材料33a、33b的压缩变形。
另外,图3所示的构成例中,在省略了绝热材料32-1c的情况下,也可以利用突出部69、71来限制层叠方向上的绝热材料32-1a、32-1b的压缩变形。同样地,在省略了绝热材料33c的情况下,也可以利用突出部59、61来限制层叠方向上的绝热材料33a、33b的压缩变形。
另外,图3所示的构成例中,也可以如下构成,即,对于形成于分离器31-2与阳极侧分离器28-2之间的空间34-1及形成于分离器31-1与阳极侧分离器28-1之间的空间35-2,都不供给冷却液(不使之作为制冷剂流路发挥作用)。
另外,本实施方式中,作为层叠方向上的层叠体12的一个端部附近(阳极侧端电极23附近)的绝热层,除了绝热层32-1、33以外,例如也可以如图4所示,也可以将具有导电性及绝热性的绝热层32-2设于相互邻接的发电单体14-2、14-3的一方14-3的阳极侧分离器28-3(阳极电极18-3)与另一方14-2的阴极侧分离器30-2(阴极电极20-2)之间。图4所示的构成例中,如下所示地构成,即,使形成于绝热层32-2与阴极侧分离器30-2之间的空间作为冷却液流动用的制冷剂流路42-2发挥作用,并且对于形成于绝热层32-2与阳极侧分离器28-3之间的空间34-2,不供给冷却液(不使之作为制冷剂流路发挥作用)。这样,绝热层32-2就被配置于制冷剂流路42-2与发电单体14-3的阳极侧分离器28-3(阳极18-3)之间。由此,进行阳极电极18-3及阴极电极20-2的温度调整,以使从发电单体14-1的阴极电极20-2向流过制冷剂流路42-2的冷却液的散热量(热交换量)大于从发电单体14-3的阳极电极18-3向冷却液的散热量(热交换量)。所以,图4所示的构成例中,制冷剂流路42-1~42-9中的一部分(制冷剂流路42-1、42-2)进行温度调整,以使阴极电极20-1、20-2的散热量分别大于阳极电极18-2、18-3的散热量。另外,阳极电极18-3与阴极电极20-2之间的热交换量也通过绝热层32-2被抑制。
另外,图4所示的构成例中,为了使阴极电极20-j与阳极电极18-(j+1)的散热量(散热能力)的差根据层叠方向(j的值)而不同,使绝热层32-2的绝热性能与绝热层32-1的绝热性能不同。例如通过使绝热层32-2的层叠方向上的厚度小于绝热层32-1的层叠方向上的厚度,而使绝热层32-2的绝热性能与绝热层32-1相比降低。这样,阴极电极20-2与阳极电极18-3的散热量的差就会小于阴极电极20-1与阳极电极18-2的散热量的差。由此,在阳极侧端电极23附近,阴极电极20-j与阳极电极18-(j+1)的散热量的差随着靠近阳极侧端电极23而增大。另外,通过使绝热层32-2的绝热性能与绝热层32-1的绝热性能相比降低,而使阴极电极20-j与阳极电极18-(j+1)之间的热交换量根据层叠方向(j的值)而不同,阳极电极18-3与阴极电极20-2之间的热交换量就会大于阳极电极18-2与阴极电极20-1之间的热交换量。
根据图4所示的构成例,可以减少发电单体14-3的阳极电极18-3的散热量而升高阳极电极18-3的温度,并且可以增大发电单体14-2的阴极电极20-2的散热量而降低阴极电极20-2的温度。此时,阳极电极18-3的温度上升幅度小于阳极电极18-2的温度上升幅度,并且阴极电极20-2的温度降低幅度小于阴极电极20-1的温度降低幅度。所以,可以更为恰当地抑制发电单体14-m中的阴极电极20-m与阳极电极18-m的温差。而且,图4所示的构成例中,也可以将图3所示的用于限制绝热层32-1的压缩变形的构成(突出部69、71)应用于绝热层32-1、32-2中。
另外,本实施方式中,如图5所示,也可以在阴极侧端电极24附近(层叠方向上的层叠体12的另一个端部附近)相互邻接的发电单体14-9、14-10的一方14-10的阳极电极18-10与另一方14-9的阴极电极20-9之间,设置具有导电性及绝热性的绝热层32-9。图5所示的构成例中,绝热层32-9配置于最靠近阴极侧端电极24的发电单体14-10的阳极侧分离器28-10与邻接发电单体14-10的发电单体14-9的阴极侧分离器30-9之间。此外,如下所示地构成,即,使形成于绝热层32-9与阳极侧分离器28-10之间的空间作为冷却液流动用的制冷剂流路42-9发挥作用,并且对于形成于绝热层32-9与阴极侧分离器30-9之间的空间34-9,不供给冷却液(不使之作为制冷剂流路发挥作用)。这样,绝热层32-9就被配置于制冷剂流路42-9与发电单体14-9的阴极侧分离器30-9(阴极电极20-9)之间。由此,进行阳极电极18-10及阴极电极20-9的温度调整,以使从发电单体14-10的阳极电极18-10向流过制冷剂流路42-9的冷却液的散热量大于从发电单体14-9的阴极电极20-9向冷却液的散热量。也就是说,从阳极电极18-10向流过制冷剂流路42-9的冷却液的散热能力高于从阴极电极20-9向冷却液的散热能力。所以,图5所示的构成例中,形成于多个部位的制冷剂流路42-1~42-9中的一部分(制冷剂流路42-1、42-9)进行温度调整,以使阳极电极18-2、18-10的散热量分别与阴极电极20-1、20-9的散热量不同,从而阳极电极18-(j+1)与阴极电极20-j的散热量(散热能力)的差根据层叠方向(j的值)而变化。另外,通过利用绝热层32-9来抑制阳极电极18-10与阴极电极20-9之间的热交换量,阴极电极20-j与阳极电极18-(j+1)之间的热交换量也根据层叠方向而变化。
另外,图5所示的构成例中,在与阴极侧端电极24邻接的发电单体14-10的比阴极20-1靠近层叠方向的另一端侧,设有具有导电性及绝热性的绝热层44。这里的绝热层44被配置于阴极侧端电极24与发电单体14-10的阴极侧分离器30-10之间。此外,如下所示地构成,即,对形成于绝热层44与阴极侧端电极24之间的空间35-3以及形成于绝热层44与阴极侧分离器30-10之间的空间35-4,都不供给冷却液(不使之作为制冷剂流路发挥作用)。而且,绝热层44,也可以配置于比阴极侧端电极24靠近层叠方向的外侧。对于该情况下的绝热层44,不一定需要具有导电性,也可以使用绝缘体。
阴极侧端电极24附近的发电单体14-9、14-10中,层叠方向外侧的阴极电极20-10的温度容易低于层叠方向内侧的阳极电极18-10的温度,阴极电极20-9的温度容易低于阳极电极18-9的温度。针对于此,图5所示的构成例中,通过在制冷剂流路42-9与发电单体14-9的阴极电极20-9之间配置绝热层32-9,而使从发电单体14-9的阴极电极20-9向流过制冷剂流路42-9的冷却液的散热量少于从发电单体14-10的阳极电极18-10向冷却液的散热量。并且,抑制了阳极电极18-10与阴极电极20-9之间的热交换。这样,由于可以减少发电单体14-9的阴极电极20-9的散热量而升高阴极电极20-9的温度,因此可以减少发电单体14-9中的阳极电极18-9与阴极电极20-9的温差。与此同时,由于可以提高流过制冷剂流路42-9的冷却液对发电单体14-10的阳极电极18-10的冷却效率,可以增大阳极电极18-10的散热量而降低阳极电极18-10的温度,因此可以减少发电单体14-10中的阳极电极18-10与阴极电极20-10的温差。另外,由于可以利用绝热层44减少阴极电极20-10的散热量而升高阴极电极20-10的温度,因此可以进一步减少发电单体14-10中的阳极电极18-10与阴极电极20-10的温差。所以,在发电单体14-9、14-10中,可以抑制穿过了电解质膜16-9、16-10的水蒸气的移动。
而且,图5所示的构成例中,也可以在制冷剂流路42-8与发电单体14-8的阴极电极20-8之间还配置绝热层。对于这里的绝热层,优选与绝热层32-9相比使绝热性能降低,这样,在阴极侧端电极24附近,阳极电极18-(j+1)与阴极电极20-j的散热量的差就会随着靠近阴极侧端电极24而增大。另外,图5所示的构成例中,也可以将图3所示的用于限制绝热层32-1的压缩变形的构成(突出部69、71)用于绝热层32-9中,也可以将图3所示的用于限制绝热层33的压缩变形的构成(突出部59、61)应用于绝热层44中。
另外,例如在层叠体12的中央部附近的发电单体中容易在阴极电极与阳极电极之间产生温差的情况下,也可以在层叠体12的中央部附近相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间配置绝热层。另外,本实施方式中,也可以省略层叠体12的端部的绝热层33、44。
以上的实施方式的说明中,采用了设置制冷剂流路42-1~42-9的构成。但是,本实施方式中,即使在未设有制冷剂流路42-1~42-9的情况下,例如也可以通过在阳极电极18-2与阴极电极20-1之间配设绝热层32-1而抑制阳极电极18-2与阴极电极20-1之间的热交换;或在阳极电极18-10与阴极电极20-9之间配设绝热层32-9而抑制阳极电极18-10与阴极电极20-9之间的热交换,由此来使阴极电极20-j与阳极电极18-(j+1)之间的热交换量根据层叠方向而不同。这样,也可以根据发电单体14-1~14-n的位置(层叠方向)恰当地进行各个发电单体14-1~14-n的温度调整,以抑制阴极电极20-m与阳极电极18-m的温差。而且,本实施方式中,虽然面向阳极电极18-2的阳极侧分离器28-2与面向阴极电极20-1的阴极侧分离器30-1是分立的,但是这些分离器也可以是一体的。
实施方式2
图6是表示本发明的实施方式2的燃料电池的概略构成的图。本实施方式中,形成于发电单体14-1的阴极侧分离器30-1上的凹凸部的(层叠方向上的)深度被设定为比形成于发电单体14-2的阳极侧分离器28-2上的凹凸部的深度深。也就是说,流过制冷剂流路42-1的冷却液与阴极侧分离器30-1的接触面积被设定为比流过制冷剂流路42-1的冷却液与阳极侧分离器28-2的接触面积大。这样,就可以进行阳极电极18-2及阴极电极20-1的温度调整,以使从发电单体14-1的阴极电极20-1向流过制冷剂流路42-1的冷却液的散热量(热交换量)大于从发电单体14-2的阳极电极18-2向冷却液的散热量(热交换量)。此外,阴极侧分离器30-1的凹凸部的深度被设定为比阴极侧分离器30-2~30-10的凹凸部的深度深,阳极侧分离器28-2的凹凸部的深度被设定为比阳极侧分离器28-3~28-10的凹凸部的深度浅。也就是说,冷却液与阴极侧分离器30-1的接触面积被设定为比冷却液与阴极侧分离器30-2~30-10的任意一个的接触面积大,冷却液与阳极侧分离器28-2的接触面积被设定为比冷却液与阳极侧分离器28-3~20-10的任意一个的接触面积小。对于其他的构成,与实施方式1(图1所示的构成例)相同。
本实施方式中,由于与实施方式1相同,可以减少阳极电极18-2的散热量而升高阳极电极18-2的温度,因此可以减少发电单体14-2中的阴极电极20-2与阳极18-2的温差。与此同时,由于可以增大阴极电极20-1的散热量而降低阴极电极20-1的温度,因此可以减少发电单体14-1中的阴极电极20-1与阳极电极18-1的温差。
本实施方式中,如图7所示,也可以使形成于阴极侧分离器30-1上的凹凸的间距比形成于阳极侧分离器28-2上的凹凸的间距短。这样也可以将流过制冷剂流路42-1的冷却液与阴极侧分离器30-1的接触面积设定为比流过制冷剂流路42-1的冷却液与阳极侧分离器28-2的接触面积大。
另外,本实施方式中,也可以将流过制冷剂流路42-9的冷却液与发电单体14-10的阳极侧分离器28-10的接触面积设定为比流过制冷剂流路42-9的冷却液与发电单体14-9的阴极侧分离器30-9的接触面积大。由此,也可以进行阳极电极18-10及阴极电极20-9的温度调整,以使从发电单体14-10的阳极电极18-10向流过制冷剂流路42-9的冷却液的散热量大于从发电单体14-9的阴极电极20-9向冷却液的散热量。
实施方式3
图8是表示本发明的实施方式3的燃料电池的概略构成的图。本实施方式中,在发电单体14-1的阴极侧分离器30-1与发电单体14-2的阳极侧分离器28-2之间,配设有分隔壁54-1。对于这里的分隔壁54-1,优选具有导电性及绝热性。此外,使形成于分隔壁54-1与阴极侧分离器30-1之间的空间作为用于进行发电单体14-1的阴极电极20-1的冷却的冷却液流动用的制冷剂流路42-1发挥作用。另外,对于形成于分隔壁54-1与阳极侧分离器28-2之间的空间,也使之作为用于进行发电单体14-2的阳极电极18-2的冷却的冷却液流动用的制冷剂流路52-1发挥作用。但是,本实施方式中,在通过在制冷剂流路42-1、52-1中流过冷却液而进行阴极电极20-1及阳极电极18-2的散热时,如图8的箭头所示,通过将冷却液先流过制冷剂流路42-1,而先进行阴极电极20-1的散热(与阴极电极20-1的热交换)。而且,通过将进行了与阴极电极20-1的热交换后的冷却液流过制冷剂流路52-1,而后进行阳极电极18-2的散热(与阳极电极18-2的热交换)。由此,也可以进行阳极电极18-2及阴极电极20-1的温度调整,以使从阴极电极20-1向流过制冷剂流路42-1的冷却液的散热量(热交换量)大于从阳极电极18-2向流过制冷剂流路52-1的冷却液的散热量(热交换量)。对于其他的构成,与实施方式1(图1所示的构成例)相同。
本实施方式中,流过制冷剂流路42-1的冷却液对阴极电极20-1的冷却效率提高,并且流过制冷剂流路52-1的冷却液对阳极电极18-2的冷却效率降低。所以,由于与实施方式1、2相同,可以减少阳极电极18-2的散热量而升高阳极电极18-2的温度,因此可以减少发电单体14-2中的阴极电极20-2与阳极电极18-2的温差。与此同时,由于可以增大阴极电极20-1的散热量而降低阴极电极20-1的温度,因此可以减少发电单体14-1中的阴极电极20-1与阳极电极18-1的温差。
本实施方式中,也可以不设置分隔壁54-1,而是如图9所示,将制冷剂流路42-1与制冷剂流路52-1相互沿与层叠方向垂直的方向错移。这样就也可以如图9的箭头所示,在使冷却液流过制冷剂流路42-1而先进行阴极电极20-1的散热后,使冷却液流过制冷剂流路52-1而后进行阳极电极18-2的散热。
另外,本实施方式中,也可以阻断用于进行阴极电极20-1的散热的制冷剂流路42-1与用于进行阳极电极18-2的散热的制冷剂流路52-1的连通,将制冷剂流路42-1、52-1设为分立的冷却线(冷却系统)。此外,可以分别控制针对制冷剂流路42-1的冷却液的供给流量及针对制冷剂流路52-1的冷却液的供给流量,以使向制冷剂流路42-1供给的冷却液的流量大于向制冷剂流路52-1供给的冷却液的流量。由此,也可以进行阳极电极18-2及阴极电极20-1的温度调整,以使从阴极电极20-1向流过制冷剂流路42-1的冷却液的散热量大于从阳极电极18-2向流过制冷剂流路52-1的冷却液的散热量。
另外,本实施方式中,也可以在发电单体14-9的阴极侧分离器30-9与发电单体14-10的阳极侧分离器28-10之间,设置具有导电性及绝热性的分隔壁。此外,也可以通过在形成于分隔壁与阳极侧分离器28-10之间的制冷剂流路(以下称作阳极侧制冷剂流路)中先流过冷却液而先进行发电单体14-10的阳极电极18-10的散热后,再通过在形成于分隔壁与阴极侧分离器30-9之间的制冷剂流路(以下称作阴极侧制冷剂流路)中后流过冷却液而后进行发电单体14-9的阴极电极20-9的散热。由此,可以进行阳极电极18-10及阴极电极20-9的温度调整,以使从阳极电极18-10向流过阳极侧制冷剂流路的冷却液的散热量大于从阴极电极20-9向流过阴极侧制冷剂流路的冷却液的散热量。
或者,也可以阻断用于进行阳极电极18-10的散热的阳极侧制冷剂流路与用于进行阴极电极20-9的散热的阴极侧制冷剂流路的连通,将阳极侧制冷剂流路与阴极侧制冷剂流路设为分立的冷却线(冷却系统)。而且,分别控制针对阳极侧制冷剂流路的冷却液的供给流量及针对阴极侧制冷剂流路的冷却液的供给流量,以使向阳极侧制冷剂流路供给的冷却液的流量大于向阴极侧制冷剂流路供给的冷却液的流量。由此,也可以进行阳极电极18-10及阴极电极20-9的温度调整,以使阳极电极18-10的散热量大于阴极电极20-9的散热量。
以上的实施方式1~3的说明中,主要对在发电单体14-m(m为1以上并且在n以下的整数)的阳极侧分离器28-m及阴极侧分离器30-m中使用了金属分离器的情况进行了说明。但是,实施方式1~3中,也可以在阳极侧分离器28-m及阴极侧分离器30-m中使用碳分离器。
以上所说明的各实施方式中,在相邻的发电单体之间设置绝热层,或在相邻的发电单体之间设置如下的制冷剂流路,即,与靠近中央的发电单体相比,使靠近端部的发电单体侧的由制冷剂带走的热量多,这样的做法是为了对相邻的发电单体当中端部侧的发电单体的中央侧的电极与端部侧的电极相比更多地抑制温度上升。换言之,在各实施方式中,在相互邻接的第一及第二发电单体中,重新设置抑制部(绝热层或制冷剂流路),用于抑制与第一发电单体相比位于端部侧的第二发电单体中所含的两个电极当中的第一发电单体侧的电极从第一发电单体侧吸热的情况。由此,来减少第二发电单体内的电极间的温差,从而抑制冷凝水的产生。作为这里的抑制部,也可以在所有的发电单体之间设置相同程度的性能的抑制部,然而从低温时的层叠体整体的迅速预热或小型化、内部电阻等观点考虑,设于所有的发电单体之间是不理想的。由此,各实施方式中,通过按照越是层叠体端部侧的发电单体之间,越是比中央侧的发电单体之间能够相对地抑制吸热的方式来构成抑制部(绝热层或制冷剂流路),来实现一个发电单体内的温差的减少。而且,通过作为抑制部设置发电单体之间的绝热层和制冷剂流路的至少一方,可以实现一个发电单体内的温差的减少。
以上虽然对用于实施本发明的方式进行了说明,然而本发明并不受这样的实施方式的任何限定,当然可以在不脱离本发明的主旨的范围内以各种各样的方式来实施。
Claims (32)
1.一种燃料电池,其特征在于,是具备层叠了3个以上的发电单体的层叠体的燃料电池,
各发电单体包含在电解质膜的一面及另一面上分别接合了阳极电极及阴极电极的组件,阳极电极配置于比阴极电极靠近发电单体的层叠方向的一端侧,
在相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间,在所述层叠方向上在多个部位配设有用于进行该阳极电极及该阴极电极的温度调整的温度调整部,
配设于多个部位的温度调整部用于进行温度调整,以使阳极电极与阴极电极的散热能力差根据所述层叠方向而不同。
2.根据权利要求1所述的燃料电池,其中,
配设于多个部位的温度调整部的一部分进行温度调整,以使阳极电极的散热能力与阴极电极的散热能力不同。
3.一种燃料电池,其特征在于,是具备层叠了3个以上的发电单体的层叠体的燃料电池,
各发电单体包含在电解质膜的一面及另一面上分别接合了阳极电极及阴极电极的组件,阳极电极配置于比阴极电极靠近发电单体的层叠方向的一端侧,
在相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间,在所述层叠方向上在多个部位配设有用于进行该阳极电极及该阴极电极的温度调整的温度调整部,
配设于多个部位的温度调整部的一部分用于进行温度调整,以使阳极电极的散热能力与阴极电极的散热能力不同。
4.根据权利要求2所述的燃料电池,其中,
用于进行温度调整以使阳极电极的散热能力与阴极电极的散热能力不同的温度调整部被配设于在所述层叠方向上的层叠体的端部附近相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间。
5.根据权利要求2所述的燃料电池,其中,
用于进行温度调整以使阳极电极的散热能力与阴极电极的散热能力不同的温度调整部包含配设在相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间的制冷剂流动用的制冷剂流路,
从该阳极电极向流过制冷剂流路的制冷剂的散热能力与从该阴极电极向流过制冷剂流路的制冷剂的散热能力不同。
6.根据权利要求5所述的燃料电池,其中,
用于进行温度调整以使阳极电极的散热能力与阴极电极的散热能力不同的温度调整部还包含配设于制冷剂流路与阳极电极之间或配设于制冷剂流路与阴极电极之间的绝热层。
7.根据权利要求6所述的燃料电池,其中,
设有用于限制所述层叠方向上的绝热层的变形的变形限制部。
8.根据权利要求7所述的燃料电池,其中,
配设有在所述层叠方向上夹持绝热层的第一及第二分离器,
在第一及第二分离器的至少一方设置有变形限制部。
9.根据权利要求8所述的燃料电池,其中,
变形限制部包含设于第一分离器上并且向第二分离器侧突出的突出部。
10.根据权利要求9所述的燃料电池,其中,
绝热层的夹持于突出部与第二分离器之间的部分与绝热层的其他的部分相比刚性高。
11.根据权利要求8所述的燃料电池,其中,
变形限制部包含:设置于第一分离器并且向第二分离器侧突出的第一突出部、设置于第二分离器并且在所述层叠方向上与第一突出部相对而向第一分离器侧突出的第二突出部。
12.根据权利要求11所述的燃料电池,其中,
绝热层的夹持于第一突出部与第二突出部之间的部分与绝热层的其他的部分相比刚性高。
13.根据权利要求2所述的燃料电池,其中,
用于进行温度调整以使阳极电极的散热能力与阴极电极的散热能力不同的温度调整部包含:用于冷却相互邻接的发电单体的一方的发电单体的阳极电极的制冷剂流动用的阳极侧制冷剂流路、用于冷却另一方的发电单体的阴极电极的制冷剂流动用的阴极侧制冷剂流路,
阴极侧制冷剂流路的截面积与阳极侧制冷剂流路的截面积不同。
14.根据权利要求13所述的燃料电池,其中,
用于进行温度调整以使阳极电极的散热能力与阴极电极的散热能力不同的温度调整部还包含配设于阳极侧制冷剂流路与阴极侧制冷剂流路之间的绝热层。
15.根据权利要求14所述的燃料电池,其中,
配设有面向阳极侧制冷剂流路及绝热层的第一分离器、面向阴极侧制冷剂流路及绝热层的第二分离器,
第二分离器的面向阴极侧制冷剂流路的部分的形状与第一分离器的面向阳极侧制冷剂流路的部分的形状不同,以使得阴极侧制冷剂流路的截面积与阳极侧制冷剂流路的截面积不同。
16.根据权利要求2所述的燃料电池,其中,
用于进行温度调整以使阳极电极的散热能力与阴极电极的散热能力不同的温度调整部用于在进行了阳极电极及阴极电极的一方的散热后,再进行阳极电极及阴极电极的另一方的散热。
17.根据权利要求2所述的燃料电池,其中,
各发电单体还包含与阳极电极对置配置的阳极侧分离器、与阴极电极对置配置的阴极侧分离器,
用于进行温度调整以使阳极电极的散热能力与阴极电极的散热能力不同的温度调整部包含配设于相互邻接的发电单体的一方的发电单体的阳极侧分离器与另一方的发电单体的阴极侧分离器之间的制冷剂流动用的制冷剂流路,
流过制冷剂流路的制冷剂与阳极侧分离器的接触面积和流过制冷剂流路的制冷剂与阴极侧分离器的接触面积不同。
18.根据权利要求2所述的燃料电池,其中,
用于进行温度调整以使阳极电极的散热能力与阴极电极的散热能力不同的温度调整部,包含:
用于进行阳极电极的散热的第一散热部、
与第一散热部分立地设置而用于进行阴极电极的散热的第二散热部。
19.根据权利要求2所述的燃料电池,其中,
在所述层叠方向上的层叠体的一端部及另一端部,分别配设有阳极侧端电极及阴极侧端电极。
20.根据权利要求19所述的燃料电池,其中,
配设于在阳极侧端电极附近相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间的温度调整部用于进行温度调整以使阴极电极的散热能力高于阳极电极的散热能力。
21.根据权利要求20所述的燃料电池,其中,
用于进行温度调整以使阴极电极的散热能力高于阳极电极的散热能力的温度调整部包含:
配设于在阳极侧端电极附近相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间的制冷剂流动用的制冷剂流路、
配设于制冷剂流路与该阳极电极之间的第一绝热层。
22.根据权利要求21所述的燃料电池,其中,
在比与阳极侧端电极邻接的发电单体的阳极电极靠近所述层叠方向的一端侧,配设有第二绝热层。
23.根据权利要求19所述的燃料电池,其中,
配设于在阳极侧端电极附近相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间的温度调整部用于进行温度调整以使阳极电极的散热能力高于阴极电极的散热能力。
24.一种燃料电池,其特征在于,是具备层叠了3个以上的发电单体的层叠体的燃料电池,
各发电单体包含在电解质膜的一面及另一面上分别接合了阳极电极及阴极电极的组件,阳极电极配置于比阴极电极靠近发电单体的层叠方向的一端侧,
配设有温度调整部,该温度调整部用于使相互邻接的发电单体的一方的发电单体的阳极电极与另一方的发电单体的阴极电极之间的热交换量根据所述层叠方向而不同。
25.根据权利要求24所述的燃料电池,其中,
在相互邻接的发电单体的组合的一部分中的一方的发电单体的阳极电极与另一方的发电单体的阴极电极之间,作为温度调整部而配设有绝热层。
26.根据权利要求24所述的燃料电池,其中,
在所述层叠方向上的层叠体的端部附近相互邻接的发电单体的一方的阳极电极与另一方的阴极电极之间,作为温度调整部配设有绝热层。
27.根据权利要求25所述的燃料电池,其中,
设有用于限制所述层叠方向上的绝热层的变形的变形限制部。
28.根据权利要求27所述的燃料电池,其中,
配设有在所述层叠方向上夹持绝热层的第一及第二分离器,
变形限制部设于第一及第二分离器的至少一方。
29.根据权利要求28所述的燃料电池,其中,
变形限制部包含设于第一分离器上并且向第二分离器侧突出的突出部。
30.根据权利要求29所述的燃料电池,其中,
绝热层的夹持于突出部与第二分离器之间的部分与绝热层的其他的部分相比刚性高。
31.根据权利要求28所述的燃料电池,其中,
变形限制部包含:设置于第一分离器并且向第二分离器侧突出的第一突出部、设置于第二分离器并且在所述层叠方向上与第一突出部相对而向第一分离器侧突出的第二突出部。
32.根据权利要求31所述的燃料电池,其中,
绝热层的夹持于第一突出部与第二突出部之间的部分与绝热层的其他的部分相比刚性高。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102386432A (zh) * | 2010-09-02 | 2012-03-21 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池堆 |
CN103857620A (zh) * | 2011-10-04 | 2014-06-11 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 未添加氮的臭氧产生单元 |
CN108695536A (zh) * | 2017-04-10 | 2018-10-23 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池组及燃料电池组的制造方法 |
CN114420967A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-04-29 | 潍柴动力股份有限公司 | 氢燃料电池电堆及解决端部单体寿命快速衰减的方法 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5180484B2 (ja) * | 2007-02-01 | 2013-04-10 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
JP5336221B2 (ja) * | 2009-02-10 | 2013-11-06 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
CN102374508A (zh) * | 2011-10-10 | 2012-03-14 | 魏青 | 一种led散热器及装有该散热器的led灯具 |
JP6120078B2 (ja) * | 2013-08-22 | 2017-04-26 | 株式会社デンソー | 電流測定装置 |
JP6160982B2 (ja) | 2014-11-10 | 2017-07-12 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池スタックの製造方法 |
JP6401684B2 (ja) * | 2015-09-25 | 2018-10-10 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
JP6224051B2 (ja) * | 2015-10-15 | 2017-11-01 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
JP6663553B2 (ja) | 2016-11-22 | 2020-03-13 | トヨタ車体株式会社 | 燃料電池 |
US20200014079A1 (en) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Battery internal short circuit trigger and improved performance method |
Family Cites Families (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4543303A (en) * | 1982-07-09 | 1985-09-24 | United Technologies Corporation | Fuel cell battery with in cell oxidant-product liquid separators |
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JPH05190193A (ja) | 1992-01-17 | 1993-07-30 | Fuji Electric Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池 |
JPH08306380A (ja) | 1995-05-09 | 1996-11-22 | Fuji Electric Co Ltd | 積層型燃料電池 |
JPH08321314A (ja) | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
JPH0992322A (ja) | 1995-09-27 | 1997-04-04 | Aqueous Res:Kk | 燃料電池スタック |
JP3734134B2 (ja) * | 1999-06-30 | 2006-01-11 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 固体高分子型燃料電池 |
JP4528386B2 (ja) | 1999-08-18 | 2010-08-18 | 株式会社東芝 | 固体高分子型燃料電池およびその製造方法 |
JP3448550B2 (ja) | 2000-06-14 | 2003-09-22 | 三洋電機株式会社 | 固体高分子型燃料電池スタック |
JP4598287B2 (ja) | 2001-03-06 | 2010-12-15 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタックおよび燃料電池スタックの運転方法 |
EP2051324A1 (en) * | 2001-04-03 | 2009-04-22 | Panasonic Corporation | Polymer electrolyte fuel cell and operation method thereof |
JP2002313386A (ja) | 2001-04-06 | 2002-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子電解質型燃料電池 |
JP4000248B2 (ja) | 2001-06-08 | 2007-10-31 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタックおよびその加圧保持方法 |
JP2003045451A (ja) | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP3801096B2 (ja) | 2002-05-20 | 2006-07-26 | トヨタ自動車株式会社 | スタック構造を有する燃料電池 |
DE10236998B4 (de) | 2002-08-13 | 2008-01-31 | Daimler Ag | Elektrochemische Zelle |
JP4645007B2 (ja) * | 2003-04-09 | 2011-03-09 | ソニー株式会社 | 燃料電池 |
JP4572062B2 (ja) | 2003-06-26 | 2010-10-27 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
JP2005166304A (ja) | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP4956000B2 (ja) | 2003-11-28 | 2012-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池スタック |
JP2005174859A (ja) | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Nisshin Steel Co Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
JP2005197150A (ja) | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP4385773B2 (ja) | 2004-01-19 | 2009-12-16 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料電池システム |
JP4678185B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2011-04-27 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
KR20060087100A (ko) | 2005-01-28 | 2006-08-02 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지용 스택과 이를 갖는 연료 전지 시스템 |
JP2007250353A (ja) | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP5231763B2 (ja) | 2006-07-05 | 2013-07-10 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料電池 |
JP2008021533A (ja) | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Toyota Motor Corp | 燃料電池スタック |
JP2008041505A (ja) | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム、燃料電池の水分量推定装置及び方法 |
JP5024863B2 (ja) | 2006-10-24 | 2012-09-12 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料電池 |
JP5155549B2 (ja) | 2006-10-26 | 2013-03-06 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 燃料電池 |
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102386432A (zh) * | 2010-09-02 | 2012-03-21 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池堆 |
CN102386432B (zh) * | 2010-09-02 | 2014-03-19 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池堆 |
CN103857620A (zh) * | 2011-10-04 | 2014-06-11 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 未添加氮的臭氧产生单元 |
CN103857620B (zh) * | 2011-10-04 | 2016-01-13 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 未添加氮的臭氧产生单元 |
US9295967B2 (en) | 2011-10-04 | 2016-03-29 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Nitrogen-free ozone generating unit |
CN108695536A (zh) * | 2017-04-10 | 2018-10-23 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池组及燃料电池组的制造方法 |
CN114420967A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-04-29 | 潍柴动力股份有限公司 | 氢燃料电池电堆及解决端部单体寿命快速衰减的方法 |
CN114420967B (zh) * | 2022-03-29 | 2022-08-05 | 潍柴动力股份有限公司 | 氢燃料电池电堆及解决端部单体寿命快速衰减的方法 |
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