EA002216B1 - Система многосекционных топливных элементов - Google Patents

Система многосекционных топливных элементов Download PDF

Info

Publication number
EA002216B1
EA002216B1 EA200001198A EA200001198A EA002216B1 EA 002216 B1 EA002216 B1 EA 002216B1 EA 200001198 A EA200001198 A EA 200001198A EA 200001198 A EA200001198 A EA 200001198A EA 002216 B1 EA002216 B1 EA 002216B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
fuel cell
current collector
cathode current
fuel
hydrogen
Prior art date
Application number
EA200001198A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200001198A1 (ru
Inventor
Джон Барри Лэйкман
Ранульф Сли
Кевин Джон Грин
Джон Малкольм Крукшэнк
Original Assignee
Дзе Секретэри Оф Стейт Фор Дефенс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB9810440.9A external-priority patent/GB9810440D0/en
Application filed by Дзе Секретэри Оф Стейт Фор Дефенс filed Critical Дзе Секретэри Оф Стейт Фор Дефенс
Publication of EA200001198A1 publication Critical patent/EA200001198A1/ru
Publication of EA002216B1 publication Critical patent/EA002216B1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H01M8/0252—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form tubular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206—Metals or alloys
    • H01M8/0208—Alloys
    • H01M8/021—Alloys based on iron
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0239—Organic resins; Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0297—Arrangements for joining electrodes, reservoir layers, heat exchange units or bipolar separators to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/065—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by dissolution of metals or alloys; by dehydriding metallic substances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1007—Fuel cells with solid electrolytes with both reactants being gaseous or vaporised
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1065—Polymeric electrolyte materials characterised by the form, e.g. perforated or wave-shaped
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2404—Processes or apparatus for grouping fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/243—Grouping of unit cells of tubular or cylindrical configuration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Система многосекционных топливных элементов содержит цилиндрическую оправку (2), перезаряжаемый источник (3) водородного топлива и большое количество секций (4) топливного элемента. Оправка содержит последовательность взаимосвязанных модулей, каждый из которых выполнен с перфорациями для возможности прохождения топлива к секциям топливного элемента. Каждая секция (4) топливного элемента расположена радиально наружу от оправки (2) и обеспечена каналами, предназначенными для захождения топливного газа и придания ему направления, анодным токосъемником, прокладкой (12), первым диффузионным поддерживающим слоем (8), мембранным электродным узлом (10), вторым диффузионным поддерживающим слоем (9) и катодным токосъемником (11). Катодный токосъемник прилагает равномерное сжатие к секциям топливного элемента так, что внутри каждой секции топливного элемента сохраняется хороший электрический контакт. Секции топливного элемента последовательно соединяют электрически соответствующими анодными и катодными токосъемниками, и затем с каждого торца оправки закрывают крышками для подсоединения к оборудованию. Оправка и токосъемники имеют фактически одинаковый коэффициент теплового расширения, а источник топлива подсоединен к секциям топливного элемента. Система предназначена для портативного применения.

Description

Это изобретение относится к системе многосекционных топливных элементов, а также к способам изготовления такой системы.
Топливные элементы могут быть использованы в любых областях, где в настоящее время применяют батареи, при этом обеспечивается преимущество за счет получения более высокой мощности на единицу веса и объема, чем при применении батарей. Существующие топливные элементы вызывают необходимость использования торцевых крышек и зажимных хомутов для предотвращения утечек топлива и сведения к минимуму сопротивления поверхностного контакта, что делает их весьма тяжелыми и громоздкими для использования в качестве портативного оборудования.
В патенте США № 5336570 предложено устройство с топливными элементами, в котором плоские элементы размещают напротив друг друга и изолируют у каждой кромки с тем, чтобы создать между ними запас водорода, после чего производят прокатку на разделительной сетке для возможности поддерживания потока кислорода к каждому элементу. Как вариант, элементы в отдельности конструируют так, что они имеют закрытую, в общем трубчатую форму. Однако, для увеличения получаемой мощности большое количество элементов должно быть соединено в ряд, так что к электрическим соединениям добавляется дополнительный вес и, кроме того, должна быть обеспечена подача водорода к каждому отдельному элементу или к паре элементов.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения система многосекционных топливных элементов содержит фактически цилиндрическую оправку, перезаряжаемый источник водородного топлива и большое количество секций топливного элемента, причем оправка содержит последовательность взаимосвязанных модулей, при этом каждый модуль оправки выполнен с перфорациями для обеспечения возможности прохождения топлива к секциям топливного элемента, причем каждую секцию топливного элемента располагают радиально наружу от оправки; каждая секция снабжена каналами, предназначенными для захождения топливного газа и придания ему направления, анодным токосъемником, прокладкой, первым диффузионным поддерживающим слоем, мембранным электродным узлом, вторым диффузионным поддерживающим слоем и катодным токосъемником, при этом катодный токосъемник прилагает к секции топливного элемента равномерное сжатие, так что внутри каждой секции сохраняется хороший электрический контакт, причем секции топливного элемента последовательно соединены электрически через соответствующие анодные и катодные токосъемники, при этом секции топливного элемента на каждом конце оправки закрыты крышками для подсоединения к оборудованию, причем оправка и то косъемники имеют фактически один и тот же коэффициент теплового расширения, а к секциям топливного элемента подсоединен источник топлива.
В настоящем изобретении создана система топливных элементов, которая имеет достаточную мощность для портативного использования с точки зрения ее размера и веса за счет оправки, состоящей из последовательности взаимосвязанных модулей, на которых смонтированы секции топливного элемента, все из которых имеют доступ к одному и тому же источнику водорода, что уменьшает количество торцевых крышек, а также суммарного внешнего оборудования для подачи топлива, требуемого для такой же выходной мощности. Этот отличительный признак обеспечивает возможность конструирования системы топливных элементов с получением любого требуемого размера при использовании только одного источника топлива. Указанный отличительный признак играет решающую роль при конструировании портативного оборудования, в котором отношение мощности к весу должно быть доведено до максимума, и представляет собой отличительный признак, который не содержат какие-либо известные технические решения. Дополнительным преимуществом конструкции согласно изобретению является легкость ремонта при ее эксплуатации. Модуль оправки, содержащий дефектную секцию топливного элемента, просто может быть заменен с возможностью продолжения использования источника энергии. Модули, служащие для замены, могут быть поставлены совместно с портативным оборудованием, причем с незначительным ухудшением весовых показателей, за счет чего обеспечивается эффективность оборудования в отдаленных зонах, где резервные возможности ограничены. Кроме того, в изобретении один из токосъемников используют для обеспечения сжатия, так что внутри каждой секции топливного элемента сохраняется хороший электрический контакт (то есть поверхностное сопротивление сведено к минимуму), что позволяет избежать использования дополнительного нефрикционного элемента. Кроме того, коэффициенты теплового расширения токосъемника и оправки выбирают так, чтобы они были аналогичными, с тем, чтобы тепловые колебания не приводили к снижению эксплуатационных характеристик из-за повышения сопротивления на поверхности раздела вследствие снижения со временем величины сжатия.
Примерами материала оправки являются Ти1ио1™ и нержавеющая сталь. Эти материалы имеют весьма сходные коэффициенты теплового расширения, так что происходящие при работе тепловые колебания оказывают минимальное влияние на коэффициент полезного действия. Предпочтительно, чтобы катодный токосъемник и оправка были выполнены из нержавеющей стали. Если оправка изготовлена из нержавеющей стали, то предпочтительно, чтобы она действовала в качестве анодного токосъемника.
Другой причиной ухудшения эксплуатационных характеристик, особенно тогда, когда система работает при высоких температурах окружающей среды, является дегидратация. При повышенных плотностях тока эксплуатационные характеристики элемента со временем неизбежно ухудшаются. Как увеличение температуры при повышенных токах, так и электроосмос могут способствовать увеличению скорости потери воды мембраной из полимерного электролита мембранного электродного узла. Поскольку проводимость мембраны зависит от того, сколько поглощенной воды она содержит, эксплуатационные свойства системы будут ухудшаться, когда происходит осушение мембраны. При равновесии мембрану необходимо удерживать полностью влажной, однако она не должна иметь так много воды, чтобы элемент был затоплен, поэтому скорость образования и потери воды необходимо сохранять такой, чтобы обеспечивалось равновесие. Управлению количеством воды может дополнительно содействовать использование надлежащим образом обработанного газодиффузионного слоя, например СагЬе1™ или СатЬе1 СЬ™, изготовленного А.ЕСоге апб Л880С1а1С8, США, который способствует сохранению воды в мембранном электродном узле на оптимальном уровне или вблизи него.
Предпочтительно, чтобы система дополнительно содержала пористый наружный гидрофобный слой, так чтобы скорость потери воды мембранным электродным узлом в течение работы была доведена до оптимальной без влияния перемещения воздуха. Этот слой предпочтительно выбирают из одного из следующих материалов: перфорированного целлюлозного оберточного материала, искусственной ткани из волокна, водонепроницаемой ткани из хлопка, либо увеличенной в объеме пены из полистирола и полиимида.
Как вариант или в дополнение к сказанному, с внутренней стороны катодного токосъемника может быть обеспечена мелкая сетка. Она также будет защищать поверхность узла от чрезмерных потерь воды вследствие воздействия воздуха, а следовательно будет способствовать сохранению или улучшению эксплуатационных характеристик.
Предпочтительно, чтобы система дополнительно содержала непроницаемую наружную оболочку и средство для обеспечения потока воздуха к секциям топливного элемента под наружной оболочкой. Использование наружного контейнера способствует оптимизации влажности окружающей среды, что также содействует получению надлежащих эксплуатационных характеристик. Воздушный поток может быть получен посредством использования небольшого вентилятора на одном конце трубы или посредством установки отдельного источника подачи кислорода. Отдельный источник подачи кислорода приемлем в том случае, когда окружающий воздух содержит загрязнители, например загрязняющие вещества, характерные для города, такие как бензол или моноокись углерода. Источник подачи кислорода обеспечивает изоляцию системы для предотвращения попадания загрязнителей, которые снижают эксплуатационные свойства, что позволяет увеличить срок эксплуатации.
Предпочтительно, чтобы источник водородного топлива содержал запас водорода или генератор водорода. Запас водорода может быть пополнен, в то время как генератор водорода требует замены, но в общем обеспечивает лучшие эксплуатационные характеристики при том же самом весе.
Предпочтительно, чтобы источник водорода содержал гидрид металла так, чтобы Н2 по весу достигал 2%, сжатый водород или водород, накопленный в мелких углеродных волокнах.
Предпочтительно, чтобы перезаряжаемый источник водорода был обеспечен в заменяемом патроне. Это дает возможность пользователю производить замену источника при его практическом использовании.
В узле с мембранным электродом может быть использован любой приемлемый катализатор, однако предпочтительный катализатор содержит платину, осажденную на углеродную опору. Для дополнительного улучшения эксплуатационных характеристик предпочтительно, чтобы катализатор содержал от 0,2 до 1,0 мг 2 платины на см .
Согласно второму аспекту настоящего изобретения способ изготовления многосекционного топливного элемента содержит следующие этапы: создание катодного токосъемника, первого диффузионного поддерживающего слоя, узла с мембранным электродом и второго диффузионного поддерживающего слоя для формирования пакета, сгибание пакета вокруг оправки, приложение заданного давления к катодному токосъемнику для обеспечения хорошего контакта между пакетом и оправкой, крепление катодного токосъемника в надлежащем месте для формирования секции топливного элемента и соединение большого количества секций друг с другом для формирования топливного элемента.
Вариант осуществления способа изготовления системы согласно изобретению с многосекционным топливным элементом содержит выполнение экструзией группы фактически цилиндрических модулей оправки, при этом модули оправки действуют в качестве анодных токосъемников, перфорирование модулей оправки, нанесение первого диффузионного поддерживающего слоя, мембранного электродного узла, второго диффузионного поддерживающего слоя и катодного токосъемника так, чтобы он совпадал с анодным токосъемником для формирования раздельных секций топливного элемента, крепление катодного токосъемника таким образом, чтобы он оказывал сжимающее действие на секцию теплового элемента, сборку группы готовых секций для создания элемента требуемого размера и соединение анодного токосъемника и катодного токосъемника последовательно расположенных смежных секций топливного элемента, закрытие крышкой каждого торца и обеспечение соединителей для соединения с используемым оборудованием.
Настоящее изобретение обеспечивает возможность изготовления топливных элементов различной мощности, используя один и тот же производственный процесс. Кроме того, один или более из многосекционных топливных элементов могут быть соединены друг с другом для получения любой приемлемой конфигурации, чтобы создать источник повышенной мощности. Компоновка соединения может быть выполнена таким образом, что хотя ширина всего источника энергии может быть увеличена, его длина не будет изменена, если это требуется в конкретной ситуации, в которой должны быть использованы топливные элементы.
Предпочтительно, чтобы способ дополнительно содержал нанесение пористого гидрофобного слоя поверх катодного токосъемника с тем, чтобы обеспечить оптимальную скорость потери воды системой.
Далее будет приведено конкретное описание изобретения посредством примера со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых на фиг. 1 представлен боковой вид примера осуществления системы многосекционных топливных элементов согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 представлена возможная компоновка гибкого слоя с каналами, который может быть использован в топливном элементе согласно изобретению;
на фиг. 3 представлено частичное сечение одной секции топливного элемента в системе согласно фиг. 1, показывающее активные компоненты;
на фиг. 4 представлен пример катодного токосъемника, предназначенного для секции топливного элемента согласно фиг. 2;
на фиг. 5(а)-(!) схематически представлены слои узла согласно фиг.3 ;
на фиг. 6 представлен разнесенный вид модульной оправки, которая может быть использована в топливном элементе согласно изобретению;
на фиг. 7 представлен разнесенный вид альтернативной модульной оправки, которая может быть использована в топливном элементе согласно изобретению;
на фиг. 8 представлен вид в перспективе зажимного приспособления для изготовления топливного элемента согласно настоящему изобретению;
на фиг. 9 представлен график, показывающий зависимость мощности и напряжения от тока для одного примера системы согласно фиг. 1;
на фиг. 10 представлен график, показывающий зависимость мощности и напряжения от тока, которая получается при соединении двух топливных элементов системы согласно фиг. 1.
На фиг. 1 представлена система топливных элементов, выполненная согласно изобретению. Система 1 содержит оправку 2, составленную из взаимозаменяемых модулей, выполненных в виде трубы из нержавеющей стали с перфорациями (не показаны), хотя может быть использован Ти!по1™ или другие приемлемые материалы, и источник 3 топлива. Секции 4 топливного элемента по отдельности установлены на оправке таким образом, что совпадают друг с другом. В этом примере оправка 2 также функционирует в качестве анодного токосъемника, но в том случае, когда используют оправку из Ти!ио1™, первый электропроводный слой (анодный токосъемник) предпочтительно выполняют в виде металлической фольги, которая может быть установлена на гибкий слой 5, обеспеченный каналами 6 для захождения топливного газа и направления его, что подробно показано на фиг. 2. Гибкий слой может быть изготовлен из пластика или графита, в частности из графитового листа с удаленной окалиной, расположенного в промежутке между оправкой и анодным токосъемником. При сжатии внутри секции топливного элемента слой сам по себе заполняет какие-либо трещины в собранной оправке и таким образом препятствует утечкам газа. Этот слой может быть перфорирован как в отношении оправки, так и катодного токосъемника с тем, чтобы обеспечить сквозное прохождение через них топливного газа. Однако предпочтительно, чтобы в слое были вырезаны дорожки, которые действовали бы в качестве каналов для газа. Дорожки располагают таким образом, чтобы по ним мог заходить газ, выходящий из перфораций в оправке, и затем можно было бы распределять его по мембранному электродному узлу. Форма дорожек может быть различной, однако в конкретном примере показана форма, повторяющая букву 8. Равномерное распределение топлива указанным способом дополнительно повышает эксплуатационные характеристики элемента.
Приемлемым материалом для гибкого слоя является графитовый лист с удаленной окалиной, например такой, который может быть получен от 1ашс5 Аа1ксг Ыб., Великобритания. Этот материал достаточно мягок, так что он сам по себе формуется в виде прокладки, обеспечивая уплотнение для предотвращения потенциальных утечек, однако он имеет достаточную толщину, чтобы в нем можно было бы выполнить дорожки или каналы.
Другие слои секции топливного элемента более подробно представлены на фиг. 3. Секция 4 топливного элемента, как вариант, содержит анодный токосъемник 7, первый и второй диффузионные поддерживающие слои 8, 9 с каждой стороны от мембранного электродного узла 10, и второй электропроводный слой 11 (катодный токосъемник). Каждый диффузионный поддерживающий слой обеспечен с каждого торца кольцеобразной прокладкой 12, как показано на фиг. 5с-Г с тем, чтобы изолировать его от мембранного электродного узла 10 или катодного токосъемника 11. Катодный токосъемник 11, подробно показанный на фиг. 4а-Ь, образован путем фотоизготовления из листа нержавеющей стали, поэтому он тонок, находится в мягком состоянии и сохраняет свою форму при изгибе. Он имеет перфорированные зоны 13 и ушки 14, на каждом конце, которые спроектированы так, что чередуются друг с другом. Ушки 15 соединены друг с другом у их наружного конца с образованием группы из четырех ушек, при этом три ушка проходят через зазоры, образованные между этими четырьмя ушками. Ушки снабжены крепежными отверстиями 17 по концам и перфорациями 18, находящимися вблизи от основания каждого ушка, для содействия процессу изготовления.
Конструкция слоев секции топливного элемента на оправке, как вариант, включающая в себя гибкий слой 5 и анодный токосъемник 7, показана на фиг. 5. Гибкий слой 5 и анодный токосъемник 7 установлены на части оправки 2 (фиг. 5а), а она, в свою очередь, частично окружена прокладкой 12 (фиг. 5с), которая соприкасается с первым диффузионным поддерживающим слоем 8, выполненным, например, из углеродной ткани Е-Тек или СагЬе1 (фиг. 5Ь). После этого вокруг слоев создают мембранный электродный узел 10, за которым следует второй диффузионный поддерживающий слой 9 (фиг. 56). который также окружен прокладкой 12. Катодный токосъемник 11 (фиг. 5е) устанавливают таким образом, что он оказывает равномерное сжатие на внутренние компоненты. Затем оправка 2 может быть закрыта по торцам и подсоединена к источнику топлива посредством соединительной трубки 19 (фиг. 51), либо к источнику топлива (не показан), обеспеченному внутри оправки.
Модули оправки по отдельности могут быть выполнены, например, посредством экструзии, после чего производят сверление отверстий для обеспечения течения газа. Отдельно выполненные модули соединяют друг с другом, например, посредством использования прокладки, О-образных колец или соединительных блоков, которые могут быть отформованы с тем, чтобы обеспечить газонепроницаемое уплотнение. Модули могут быть соединены друг с дру гом до или предпочтительно после монтажа на них отдельных секций топливного элемента. Модульная компоновка этого типа обеспечивает преимущества в отношении легкости монтажа. Кроме того, отдельные модули могут быть заменены, если внутри секции топливного элемента возникают проблемы, что устраняет необходимость утилизации всего многосекционного топливного элемента. Отдельные модули можно удерживать совместно друг с другом посредством стяжки по центру трубки, при этом стяжку крепят в торцевых пластинах с каждого конца пакета, хотя это неприемлемо в том случае, когда запас топлива должен быть обеспечен внутри секций топливного элемента. Кроме того, стяжка может действовать в качестве узла распределения газа.
На фиг. 6 представлен пример модулей 2 оправки, которые могут быть соединены друг с другом, например, посредством О-образных колец 20 или, как показано на фиг. 7, отформованных соединительных блоков 21, при условии, что они обеспечивают газонепроницаемые уплотнения. В одном из примеров отдельные секции, как вариант из гибкого слоя 5 и анодного токосъемника 7, затем налагают на оправку 2 или ее модули, а после этого объединенные оправку/модуль оправки, гибкий слой и анодный токосъемник перфорируют для обеспечения возможности прохождения топлива от источника топлива через элементы при их использовании. Каждую секцию топливного элемента собирают посредством наложения остальных слоев так, чтобы они совпадали с анодным токосъемником 7. Мембранный электродный слой изготавливают из протонопроводящей мембраны из полимерного электролита с каталитическими слоями, прикрепленными с каждой стороны. Катализаторы могут представлять собой платину, платину, осажденную на опору из угля, или сплав платины с другими металлами.
Для обеспечения улучшенных эксплуатационных характеристик катализатор должен содержать от 0,2 до 1,00 мг платины на см2 мембраны.
Затем второй электропроводный слой - катодный токосъемник 11, налагают вокруг второго диффузионного поддерживающего слоя 9, зажимают, создавая заданное давление, и обеспечивают его постоянное соединение, например посредством сварки или адгезионного сцепления, для приложения направленной радиально внутрь силы сжатия фактически равномерно по элементу. Этим обеспечивается хорошая электропроводность за счет сведения к минимуму сопротивления поверхности раздела между компонентами элемента. Трубчатая оправка имеет малый вес, но при этом она способна противостоять радиальным силам сжатия, прилагаемым катодным токосъемником, так что обеспечивается экономия веса по сравнению с обычным пакетом, который требует использо вания дополнительных сжимающих компонентов. Катодный токосъемник 11 содержит перфорированный лист 13, поскольку он обеспечивает хорошее сжатие и хорошие электрические характеристики со сведением при этом к минимуму веса компонента и обеспечением возможности выхода избыточного топливного газа. В это время модули 2 оправки могут быть соединены друг с другом, если такая операция не была выполнена ранее.
Каждый топливный элемент соединен с последующим топливным элементом посредством первого и второго электропроводных слоев 7, 11 соответствующих секций. Когда собрано требуемое количество элементов, заглушают торцы.
Источник топлива может быть обеспечен посредством внешнего подводящего оборудования или посредством съемного резервуара, который может содержать запас топлива, например насыщенные водородом мелкие волокна, гидрид металла или сжатый водород. Такой резервуар может быть снят, повторно заполнен водородом и вновь использован. Гидрид металла выбирают таким образом, чтобы выделение водорода происходило без дополнительного нагрева. Съемный резервуар предпочтителен, поскольку он позволяет уменьшить вес и габариты по сравнению с внешним подводящим оборудованием. Резервуар может быть подсоединен к оправке 2 посредством винтовой резьбы или плотной посадки и оснащен уплотнением, которое продавливается при введении резервуара так, чтобы обеспечивалась возможность сквозного течения топлива в элементы. Если в качестве генератора топлива выбран, например, первичный гидрид, то готовый резервуар, содержащий гидрид, после его использования будет утилизирован и затем будет вставлен новый резервуар. Первичный гидрид может быть приведен в активное состояние посредством нагревания или перемешивания с водой.
В качестве альтернативы отдельному гибкому слою с каналами, предназначенными для захождения в них топливного газа и дальнейшего направления его, каналы могут быть выполнены в оправке из нержавеющей стали путем нарезания в ней канавок, посредством электроэрозионной обработки или фрезерования, либо путем дробеструйной обработки с помощью маски с тем, чтобы увеличить шероховатость поверхности и обеспечить хороший контакт с углеродной тканью первого диффузионного поддерживающего слоя. Капиллярное действие в каналах препятствует блокированию воды в отверстиях, через которые поступает топливный газ, за счет чего понижают требования в отношении очистки системы с водородом, и, следовательно, продлевается срок службы источника подачи топлива.
Вместо изготовления каждой секции топливного элемента так, как описано выше, ее можно изготовить на зажимном приспособлении такого типа, которое показано на фиг. 8. Оно содержит плиту 22 основания, изготовленную из стали. Под плитой основания находится пневматический цилиндр 23, управление которым осуществляется переключателем 24 и регулятором 25, установленными на передней панели 26. Манометр 27 на передней панели указывает давление воздуха на входе 28 от внешнего источника подачи воздуха (не показан). Зажимное приспособление имеет стол 29, установленный на линейных опорах 30. Стол можно регулировать как по горизонтали, так и по вертикали, при этом приспособление дополнительно содержит зажимное устройство, состоящее из большого количества деталей, с пневматически управляемыми тянущими рычагами 31 и удерживающими блоками 32, трубчатый зажим 33 для захождения оправки, который имеет зажимную головку 34 для удержания оправки в надлежащем месте, верхний зажим 35 и зажимной блок 36.
Монтаж одного элемента выполняют следующим образом. Включают подачу воздуха к зажимному приспособлению и закрывают пневматический переключатель 24. Регулятор 25 устанавливают так, чтобы обеспечить требуемое давление натяжения, и стол 29 перемещают в его исходное опущенное положение в сторону от выполнения зажатия. Зажимную головку 34 освобождают, верхний зажим 35 поднимают, а блок 36 устанавливают на желаемой высоте, при этом удерживающие блоки 32 на тянущих рычагах 31 отведены из положения нахождения вблизи от трубчатого зажима 33.
По длине оправки 2 из нержавеющей стали наносят изолирующую ленту для предотвращения случайного замыкания электропроводных слоев, оправку устанавливают на трубчатый зажим 33 и головку 34 трубчатого зажима затягивают для ее удержания в надлежащем месте. Это выполняется посредством пары резиновых колец 37 на опоре, которые расширяются, когда происходит поворот головки 34, так что оправка 2 жестко удерживается в надлежащем месте. Слой 11 катодного токосъемника, изготовленный из перфорированной нержавеющей стали, укладывают на столе 29 в зацеплении с установочными штифтами 38, находящимися на столе, а затем укладывают первый диффузионный слой 8. Поверх налагают мембранный слой 10, причем так, что первый диффузионный слой 8 располагается в зоне мембраны, и налагают второй диффузионный слой 9, располагая его в зоне поверхности мембраны. Диффузионные слои и мембранные слои могут быть изготовлены в виде одного изделия, причем в этом случае комбинированные слои на одной стадии должны быть уложены на катодный токосъемник 11.
После этого стол 29 посредством скольжения перемещают в положение нахождения у конечных стопоров линейных опор 30, а затем стол поднимают под действием рычага 39, который зажимает поднятый стол в надлежащем месте. Слой 11 токосъемника изготавливают фотоформированием для наличия перфорированной зоны 13 фактически такой же длины, что и окружность оправки, а с каждого конца перфорированной зоны находятся ушки 14, 15, оснащенные крепежными отверстиями 17, которые входят в зацепление со штифтами (не показаны) с нижней стороны удерживающих блоков 32 тянущих рычагов. Перед зацеплением со штифтами катодный токосъемник с дополнительными слоями оборачивают вокруг оправки с получением фактически цилиндрической формы, после чего ушки устанавливают в надлежащем месте и затягивают имеющие головки винты охватывающей муфты для удержания ушек в надлежащем месте.
Приводят в действие пневматический переключатель 24 для создания желаемого давления в пневматическом цилиндре с тем, чтобы к слою 11 токосъемника было приложено соответствующее натяжение посредством использования тянущих рычагов 31. Натяжение постепенно увеличивают до получения нагрузки порядка 50-60 кг, причем, как установлено, ушки 14, 15 разрываются у крепежных отверстий 17 при нагрузке от 60 до 70 кг. Когда ушки перекрывают кромку перфорированной зоны, они фиксируются в надлежащем месте посредством нанесения клея небольшим щупом или посредством точечной сварки. Верхний зажим 35 опускают для удержания слоев в изогнутом состоянии до тех пор, пока не застынет клей, после чего удаляют зажим и используют пневматический переключатель для снятия натяжения с тянущих рычагов. Концы ушек растрескиваются у перфораций 18 за счет повторяемого изгиба металла до тех пор, пока они не сломаются, и затем секцию топливного элемента можно отвести от трубного зажима 33 после прекращения действия головки 34 трубного зажима. Что касается изготовления, то преимущество точечной сварки по сравнению с приклеиванием заключается в том, что работа зажимного приспособления не прекращается в течение периода, за который происходит затвердевание клея, поэтому коэффициент использования оборудования увеличивается.
Готовый топливный элемент может быть получен посредством соединения большого количества секций друг с другом с помощью Ообразных колец из ТиГпо1™ и соответствующего электрического соединения. Описанный способ предназначен для изготовления отдельных секций топливного элемента, при этом сам топливный элемент собирают вручную, однако весь процесс может быть механизирован, включая испытания отдельных секций и полученных элементов. Неисправность одной секции в пакете топливного элемента не приводит к необхо димости утилизации всех секций, поскольку следует лишь заменить поврежденную секцию.
Ниже будет приведено конкретное описание изобретения посредством примера.
Пример 1.
В качестве примера испытаниям была подвергнута трехэлементная система. Оправка была выполнена из Ти1ио1™ и имела диаметр порядка 2 см, при этом длина каждой подсборки составляла от 2 до 2,5 см. Мембранный электродный узел представлял собой узел боге серии 5000, имеющий активную площадь 13,1 см2, которая типична для коммерчески поставляемых мембранных электродных узлов, основанных на мембранах из перфорированных сульфоновых кислот. Обеспечение водородом осуществлялось от цилиндра для сжатого газа. Мощность, создаваемая каждым элементом, приблизительно составляла 1 Вт и в приведенной ниже табл. 1 указаны значения тока, напряжения и мощности, измеренные в трехэлементной системе. На фиг. 9 данные представлены в графической форме. Напряжение системы топливных элементов зависит от количества имеющихся элементов, при этом увеличение площади поверхности элементов без увеличения общего количества элементов приводит к соответствующему увеличению мощности.
Таблица 1
Ток, А Напряжение, V Мощность,
0 2,45 0
0,2 2,24 0,448
0,4 2,13 0,852
0,6 2,02 1,212
0,8 1,93 1,544
1,0 1,85 1,850
1,2 1,77 2,124
1,4 1,70 2,380
1,6 1,63 2, 608
1,8 1,55 2,790
2,0 1,48 2,960
2,2 1,4 3,080
Пример 2.
Два многосекционных топливных элемента, таких, которые описаны выше, каждый с номинальной мощностью порядка 10 Вт, были соединены друг с другом для создания большего блока топливных элементов мощностью 20 Вт. Такой блок топливных элементов мощностью 20 Вт весил 270,6 г, при этом каждая отдельная секция имела площадь поверхности порядка 10 см2. Пакет может работать как при последовательном, так и при параллельном соединении. Эффект, полученный от использования последовательно соединенных топливных элементов, виден из табл. 2 и графически представлен на фиг. 10.
Таблица 2
Демонстрационный элемент мощностью 20 Вт
Ток, А Напряжение, V Мощность, Вт
0,00 16,94 0,00
0,07 15, 55 1,09
0,17 14,79 2,54
0,29 14,30 4,08
0,40 14,00 5,52
0,48 13,75 6,66
0,57 13,56 7,79
0,68 13,31 9,10
0,81 13,14 10,57
0,89 12,97 11,50
0,98 12,80 12,55
1,09 12,61 13,69
1,19 12,48 14,82
1,27 12,35 15,63
1,39 12,17 16,92
1,48 11,99 17,80
1,57 11,89 18,72
1,68 11,72 19,69
1,77 11,60 20,53
1,90 11,42 21,64
1,98 11,29 22,32
2,08 11,15 23,22
2,20 11,01 24,21
2,28 10,89 24,80
2,39 10,71 25,60
2,50 10,54 26,39
Элементы системы при их использовании были подвергнуты термическим колебаниям, когда они приводились в действие при комнатной температуре с нагреванием до 30-40°С, а затем охлаждались при их отключении. Это может оказывать вредное влияние на коэффициент полезного действия элемента, поскольку каждый из разных материалов расширяется и сжимается в соответствии со свойственным ему коэффициентом теплового расширения и с течением времени происходит релаксация элемента, что приводит к повышению сопротивления на стыке слоев. Указанная проблема решена или сведена к минимуму путем выбора материалов для электропроводных слоев 7,11 и оправки 2 так, чтобы они имели фактически аналогичный коэффициент теплового расширения. Добиться этого позволяет использование нержавеющей стали для всех слоев, при этом одним примером применения разных материалов, которые отвечают предъявляемым требованиям, является выполнение оправки из Ти1ио1™ и электропроводных слоев из нержавеющей стали. Диффузионные поддерживающие слои, прокладку и мембранный электродный узел предварительно собирают и в незначительной степени подвергают воздействию температурных колебаний. Толщину мембранного электродного узла выбирают таким образом, чтобы он все еще был гибким, когда его налагают вокруг первого электропроводного элемента 7 с тем, чтобы предотвратить расслаивание. Металлы, которые могут быть использованы, представляют собой монель и никель, причем предпочтительно, чтобы никель был покрыт золотом для предотвращения коррозии.
Если система предназначена для использования при высоких окружающих температурах, то может нарушиться равновесие между образованием и испарением воды в элементе и мембранный узел обезвоживается. Для того, чтобы этого избежать, поверх катодного токосъемника добавляют дополнительный слой из пористого гидрофобного материала (не показан), например из перфорированного целлюлозного оберточного материала, либо увеличенной в объеме полистирольной или полиимидной пены. Этот дополнительный слой не оказывает вредного влияния на перемещение воздуха к каждому элементу и оптимизирует скорость потери воды. В тех случаях, когда имеется загрязнение, переносимое по воздуху, например загрязнители, обусловленные городскими условиями, такие как бензол или монооксид углерода, совместно с источником подачи кислорода или воздуха обеспечивается непроницаемая оболочка (не показана), чтобы обеспечить продолжительную работу без загрязнителей, портящих элементы.
Как вариант или в дополнение к указанному, с внутренней стороны катодного токосъемника может быть установлена мелкая сетка (не показана). Это позволяет улучшить эксплуатационные характеристики путем экранирования поверхности узла для предотвращения чрезмерных потерь воды вследствие ее выхода в воздух, при этом катодный токосъемник сохраняет свою функцию обеспечения сжатия. Система топливных элементов, выполненная согласно настоящему изобретению, может быть применена там, где в настоящее время используют батареи, при условии, что имеется источник чистого воздуха, однако увеличенное отношение мощности к весу означает, что система топливных элементов будет работать без замены в течение более продолжительного периода времени. Конструкция обладает малым весом, проста в изготовлении и ремонте, поскольку отдельные подсборки могут быть заменены без разборки всей системы, и поэтому особенно пригодна для портативного применения.

Claims (18)

1. Система многосекционных топливных элементов, содержащая цилиндрическую оправку, перезаряжаемый источник водородного топлива и большое количество секций топливного элемента, при этом оправка содержит последовательность взаимосвязанных модулей, и каждый модуль оправки перфорирован для обеспечения возможности прохождения топлива к секциям топливного элемента, причем каждую секцию топливного элемента располагают радиально наружу от оправки и каждая секция обеспечена каналами, предназначенными для захождения топливного газа и направления его, анодный токосъемник, прокладку, первый диффузионный поддерживающий слой, мембранный электродный узел, второй диффузионный поддерживающий слой и катодный токосъемник, при этом катодный токосъемник содержит перфорированную зону и ушки с каждого конца, спроектированные так, чтобы они чередовались, причем катодный токосъемник прилагает к секции топливного элемента равномерное сжатие так, что внутри каждой секции топливного элемента сохраняется хороший электрический контакт, причем секции топливного элемента последовательно соединены посредством соответствующих анодных и катодных токосъемников, и секции топливного элемента с каждого конца оправки закрыты крышками для подсоединения к оборудованию, при этом оправка и токосъемники имеют фактически аналогичный коэффициент теплового расширения, а к секциям топливного элемента подсоединен источник топлива.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что оправка действует в качестве анодного токосъемника.
3. Система по одному из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пористый наружный гидрофобный слой, так что скорость потери воды мембранным электродным узлом в течение работы доведена до оптимальной.
4. Система по п.3, отличающаяся тем, что наружный слой выбирают из перфорированного целлюлозного оберточного материала, либо увеличенной в объеме пены из полистирола или полиимида.
5. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что источник водородного топлива содержит резервуар с водородом или генератор водорода.
6. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что источник водорода содержит гидрид металла с Н2, доходящим по весу до 2%, первичный гидрид, сжатый водород или водород, накопленный в мелких углеродных волокнах.
7. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что источник водорода обеспечен в заменяемом патроне.
8. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что мембранный электродный узел содержит катализатор из платины, осажденной на углеродную опору.
9. Система по п.8, отличающаяся тем, что катализатор содержит от 0,2 до 1,0 мг платины на см2.
10. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что катодный токосъемник и оправка выполнены из нержавеющей стали.
11. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ушки катодного токосъемника крепят в надлежащем месте посредством точечной сварки.
12. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что в контакте с внутренней поверхностью катодного токосъемника установлена мелкая проволочная сетка.
13. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит непроницаемую наружную оболочку и средство для обеспечения потока воздуха к секциям топливного элемента под наружной оболочкой.
14. Способ изготовления системы многосекционных топливных элементов, содержащий следующие этапы: осуществление укладки катодного токосъемника, первого диффузионного поддерживающего слоя, мембранного электродного узла и второго диффузионного поддерживающего слоя для формирования пакета, при этом катодный токосъемник содержит перфорированную зону с ушками с каждого конца, сгибание пакета вокруг оправки, чередование ушек катодного токосъемника, приложение заданного давления к катодному токосъемнику для обеспечения хорошего контакта между пакетом и оправкой, крепление катодного токосъемника в надлежащем месте для формирования секции топливного элемента и соединение большого количества секций друг с другом для формирования топливного элемента.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что ушки катодного токосъемника крепят в надлежащем месте посредством точечной сварки.
16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что катодный токосъемник формируют посредством фотоизготовления.
17. Способ по любому из пп. 14-16, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап закрывания крышками торцов топливного элемента для подсоединения к оборудованию и соединение топливного элемента с источником топлива.
18. Способ по любому из пп. 14-17, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап наложения пористого гидрофобного слоя поверх катодного токосъемника, так что скорость потери воды системой доводят до оптимальной.
EA200001198A 1998-05-16 1999-05-05 Система многосекционных топливных элементов EA002216B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9810440.9A GB9810440D0 (en) 1998-05-16 1998-05-16 Multi element fuel cell system
GB9900718 1999-01-14
PCT/GB1999/001391 WO1999060642A1 (en) 1998-05-16 1999-05-05 Multi-element fuel cell system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200001198A1 EA200001198A1 (ru) 2001-04-23
EA002216B1 true EA002216B1 (ru) 2002-02-28

Family

ID=26313685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200001198A EA002216B1 (ru) 1998-05-16 1999-05-05 Система многосекционных топливных элементов

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP1078409B1 (ru)
JP (1) JP4210035B2 (ru)
AT (1) ATE211859T1 (ru)
AU (1) AU3722499A (ru)
CA (1) CA2332591C (ru)
DE (1) DE69900790T2 (ru)
DK (1) DK1078409T3 (ru)
EA (1) EA002216B1 (ru)
ES (1) ES2167115T3 (ru)
PT (1) PT1078409E (ru)
WO (1) WO1999060642A1 (ru)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6331694B1 (en) 1999-12-08 2001-12-18 Lincoln Global, Inc. Fuel cell operated welder
AU2455301A (en) * 1999-12-22 2001-07-03 Proton Energy Systems, Inc. Electrochemical cell system
US6376117B1 (en) * 2000-07-18 2002-04-23 Sofco L.P. Internal fuel staging for improved fuel cell performance
KR20020042697A (ko) * 2000-07-31 2002-06-05 이데이 노부유끼 전기 에너지 발생 소자
GB2368967A (en) * 2000-11-14 2002-05-15 Secr Defence System for the humidification of polymer electrolyte membrane fuel cells
DE10065009B4 (de) * 2000-12-23 2004-09-16 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzelle
JP2002343378A (ja) * 2001-05-18 2002-11-29 Hitachi Ltd 燃料電池，燃料電池発電装置及びそれを用いた機器
DE10155349C2 (de) * 2001-11-02 2003-11-20 Fraunhofer Ges Forschung Mikrobrennstoffzellensystem sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE10201148A1 (de) * 2002-01-15 2003-07-31 H2 Interpower Brennstoffzellen Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer Anpresskraft auf die Flächenelektroden einer Brennstoffzelle/eines Hydrolyseurs
DE10255736B4 (de) * 2002-11-29 2009-03-19 Micronas Gmbh Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung
FR2860104B1 (fr) * 2003-09-19 2006-05-05 Air Liquide Structure de pile a combustible
JP4945887B2 (ja) 2004-06-11 2012-06-06 トヨタ自動車株式会社 セルモジュール及び固体高分子電解質型燃料電池
JP4649886B2 (ja) * 2004-06-17 2011-03-16 トヨタ自動車株式会社 チューブ型燃料電池用膜電極複合体、およびその製造方法
US20070141440A1 (en) * 2005-12-21 2007-06-21 General Electric Company Cylindrical structure fuel cell
JP2007207621A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Noritake Co Ltd 膜−電極接合体の製造方法
ES2331764B1 (es) * 2006-11-23 2010-10-22 Celaya Emparanza Y Galdos, S.A. (Cegasa) Pila de consumo que comprende una pila de combustible.
FR2931812B1 (fr) * 2008-06-02 2010-05-14 Alex Hr Roustaei Batteries, micro piles jetables, rechargeables ou recyclables utilisant un systeme de pile a hydrogene nanotique
WO2010081942A1 (fr) * 2008-12-05 2010-07-22 Alex Hr Roustaei Piles ou micro piles a hydrogene avec un generateur d ' hydrogene
US20100255385A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Mobile electronic device with air inlet
FR2958799B1 (fr) * 2010-04-08 2012-09-14 Pragma Ind Bandelettes de liaison d'anodes et de cathodes d'un convertisseur electrochimique et convertisseur le comprenant
KR101367073B1 (ko) * 2011-11-28 2014-02-25 삼성전기주식회사 연료전지 모듈
KR101301396B1 (ko) * 2011-12-22 2013-08-28 삼성전기주식회사 고체산화물 연료전지 및 이의 집전 방법
DE102013203039A1 (de) * 2013-02-25 2014-08-28 Robert Bosch Gmbh Tubulare Festoxidzelle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3640209A1 (de) * 1986-11-25 1988-06-01 Basf Ag Batterien aus methanol/luft-brennstoffzellen mit polymeren elektrolyten hoher energie- und leistungsdichte und rohrfoermiger anordnung
US5336570A (en) * 1992-08-21 1994-08-09 Dodge Jr Cleveland E Hydrogen powered electricity generating planar member
WO1997047052A1 (en) * 1996-06-05 1997-12-11 Southwest Research Institute Cylindrical proton exchange membrane fuel cells and methods of making same

Also Published As

Publication number Publication date
JP4210035B2 (ja) 2009-01-14
DE69900790T2 (de) 2003-05-22
AU3722499A (en) 1999-12-06
WO1999060642A1 (en) 1999-11-25
EP1078409A1 (en) 2001-02-28
JP2002516466A (ja) 2002-06-04
CA2332591C (en) 2007-01-02
ES2167115T3 (es) 2002-05-01
EA200001198A1 (ru) 2001-04-23
DE69900790D1 (de) 2002-02-28
DK1078409T3 (da) 2002-04-08
PT1078409E (pt) 2002-07-31
ATE211859T1 (de) 2002-01-15
EP1078409B1 (en) 2002-01-09
CA2332591A1 (en) 1999-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA002216B1 (ru) Система многосекционных топливных элементов
US6506511B1 (en) Multi-element fuel cell system
US5509942A (en) Manufacture of tubular fuel cells with structural current collectors
US6007932A (en) Tubular fuel cell assembly and method of manufacture
CA2579649C (en) Solid oxide fuel cell system
EP1099263B1 (en) Fuel cell stack made of tube cells, and internal cooling arrangement therefor
CN1293662C (zh) 固体氧化物燃料电池系统
CA2695217C (en) An arrangement for interconnecting electrochemical cells, a fuel cell assembly and method of manufacturing a fuel cell device
EP2195871B1 (en) Fuel cell assembly having feed-back sensor
JP5773527B2 (ja) 燃料電池モジュール
US6677069B1 (en) Sealless radial solid oxide fuel cell stack design
US20050263393A1 (en) System and method of performing electrochemical tests of solid oxide fuel cells
AU2001281220A1 (en) Sealless radial solid electrolyte fuel cell stack design
KR100413397B1 (ko) 고분자전해질형 연료전지와 그 사용방법
JP2007328939A (ja) チューブ型固体電解質燃料電池
WO1996004690A1 (en) Tubular fuel cells and their manufacture
KR101951078B1 (ko) 가압이 가능한 고온형 연료전지 단위셀 조립체
KR20230100856A (ko) 수냉식 냉각채널을 갖는 튜브형 연료전지 및 그 제조방법
US20050158602A1 (en) Fuel cell, cell or group of cells belonging to said fuel cell, replacement kit for said fuel cell and method for making same
JPH0714593A (ja) 固体電解質型燃料電池の集電構造

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM KZ KG MD TJ TM

PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ BY

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU