JP2002208428A - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システムInfo
- Publication number
- JP2002208428A JP2002208428A JP2001378596A JP2001378596A JP2002208428A JP 2002208428 A JP2002208428 A JP 2002208428A JP 2001378596 A JP2001378596 A JP 2001378596A JP 2001378596 A JP2001378596 A JP 2001378596A JP 2002208428 A JP2002208428 A JP 2002208428A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- fuel cell
- cathode
- potential
- cell system
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 161
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 34
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 127
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 47
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 26
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 22
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 17
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 6
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 37
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 22
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 22
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 22
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 15
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 15
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 5
- 239000007806 chemical reaction intermediate Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 235000012209 glucono delta-lactone Nutrition 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- -1 protons Chemical class 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
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
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
- H01M8/0668—Removal of carbon monoxide or carbon dioxide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8605—Porous electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
- H01M8/0681—Reactant purification by the use of electrochemical 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
- H01M8/10—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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
-
- 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
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04858—Electric variables
- H01M8/04865—Voltage
- H01M8/0488—Voltage of fuel cell stacks
-
- 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
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04858—Electric variables
- H01M8/04895—Current
- H01M8/0491—Current of fuel cell stacks
-
- 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
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池システムにおいて、触媒層に吸着し
得る一酸化炭素の量を低減する。 【解決手段】 燃料電池システムは、電極を有する燃料
電池と、装置１８０を有する電気化学セル５０とを備え
る。電気化学セル５０は、カソード１４０と、燃料電池
の電極と流体連通しているアノード１３０と、カソード
及びアノードと電気的に通じている電解質１５０とを備
えている。装置１８０は、電気化学セルのアノードと電
気的に通じており、かつアノードの電位を変化させるよ
うに適合されている。
得る一酸化炭素の量を低減する。 【解決手段】 燃料電池システムは、電極を有する燃料
電池と、装置１８０を有する電気化学セル５０とを備え
る。電気化学セル５０は、カソード１４０と、燃料電池
の電極と流体連通しているアノード１３０と、カソード
及びアノードと電気的に通じている電解質１５０とを備
えている。装置１８０は、電気化学セルのアノードと電
気的に通じており、かつアノードの電位を変化させるよ
うに適合されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一酸化炭素フィル
タを備える燃料電池システムに関する。
タを備える燃料電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、２つのガス間の化学反応を
進めることにより、化学的エネルギーを電気的エネルギ
ーに変換することが可能である。
進めることにより、化学的エネルギーを電気的エネルギ
ーに変換することが可能である。
【０００３】１つのタイプの燃料電池は、カソード流動
域プレートと、アノード流動域プレートと、カソード流
動域プレートとアノード流動域プレートとの間に配置さ
れた膜電極接合体と、カソード流動域プレートとアノー
ド流動域プレートと間に配置された２つのガス拡散層と
を備えている。燃料電池はさらに、アノード流動域プレ
ートの外部及び／またはカソード流動域プレートの外部
に隣接して配置される１つ以上の冷却液流動域プレート
も備え得る。
域プレートと、アノード流動域プレートと、カソード流
動域プレートとアノード流動域プレートとの間に配置さ
れた膜電極接合体と、カソード流動域プレートとアノー
ド流動域プレートと間に配置された２つのガス拡散層と
を備えている。燃料電池はさらに、アノード流動域プレ
ートの外部及び／またはカソード流動域プレートの外部
に隣接して配置される１つ以上の冷却液流動域プレート
も備え得る。
【０００４】各流動域プレートは、入口領域と、出口領
域と、入口領域を出口領域に接続し、かつ膜電極接合体
にガスを移送するための通路を提供する複数の片面開放
チャネル（ｏｐｅｎ−ｆａｃｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）と
を有する。
域と、入口領域を出口領域に接続し、かつ膜電極接合体
にガスを移送するための通路を提供する複数の片面開放
チャネル（ｏｐｅｎ−ｆａｃｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）と
を有する。
【０００５】膜電極接合体は、通常、第１触媒と第２触
媒との間に固体電解質（例えば、一般にＰＥＭと略され
るプロトン交換膜）を備える。第１触媒とアノード流動
域プレートとの間に１つのガス拡散層が存在し、第２触
媒とカソード流動域プレートとの間には第２のガス拡散
層が存在する。
媒との間に固体電解質（例えば、一般にＰＥＭと略され
るプロトン交換膜）を備える。第１触媒とアノード流動
域プレートとの間に１つのガス拡散層が存在し、第２触
媒とカソード流動域プレートとの間には第２のガス拡散
層が存在する。
【０００６】燃料電池の作動中、一方のガス（アノード
ガス）は、アノード流動域プレートの入口領域において
アノード流動域プレートに進入し、アノード流動域プレ
ートのチャネルを通って、アノード流動域プレートの出
口領域に向かって流れる。他方のガス（カソードガス）
は、カソード流動域プレートの入口領域においてカソー
ド流動域プレートに進入し、カソード流動域プレートの
チャネルを通って、カソード流動域プレートの出口領域
に向かって流れる。
ガス）は、アノード流動域プレートの入口領域において
アノード流動域プレートに進入し、アノード流動域プレ
ートのチャネルを通って、アノード流動域プレートの出
口領域に向かって流れる。他方のガス（カソードガス）
は、カソード流動域プレートの入口領域においてカソー
ド流動域プレートに進入し、カソード流動域プレートの
チャネルを通って、カソード流動域プレートの出口領域
に向かって流れる。
【０００７】アノードガスがアノード流動域プレートの
チャネルを通って流れると、アノードガスはアノードガ
ス拡散層に接触して同層を通り抜け、アノード触媒と相
互作用する。同様に、カソードガスが、カソード流動域
プレートのチャネルを通って流れると、カソードガスは
カソードガス拡散層に接触して同層を通り抜けて、カソ
ード触媒と相互作用する。
チャネルを通って流れると、アノードガスはアノードガ
ス拡散層に接触して同層を通り抜け、アノード触媒と相
互作用する。同様に、カソードガスが、カソード流動域
プレートのチャネルを通って流れると、カソードガスは
カソードガス拡散層に接触して同層を通り抜けて、カソ
ード触媒と相互作用する。
【０００８】アノード触媒はアノードガスと相互作用し
て、反応中間体へのアノードガスの転化において触媒作
用を及ぼす。反応中間体はイオンと電子を含んでいる。
カソード触媒はカソードガス及び前記反応中間体と相互
作用して、燃料電池反応の化学生成物へのカソードガス
の転化において触媒作用を及ぼす。
て、反応中間体へのアノードガスの転化において触媒作
用を及ぼす。反応中間体はイオンと電子を含んでいる。
カソード触媒はカソードガス及び前記反応中間体と相互
作用して、燃料電池反応の化学生成物へのカソードガス
の転化において触媒作用を及ぼす。
【０００９】燃料電池反応の化学生成物は、ガス拡散層
を介して、流動域プレート（例えば、カソード流動域プ
レート）のチャネルへ流れる。その後、化学生成物は、
流動域プレートのチャネルに沿って流動域プレートの出
口領域へ流れる。
を介して、流動域プレート（例えば、カソード流動域プ
レート）のチャネルへ流れる。その後、化学生成物は、
流動域プレートのチャネルに沿って流動域プレートの出
口領域へ流れる。
【００１０】電解質は、膜電極接合体の一方の側から膜
電極接合体の反対側への電子及びガスの流れに対して障
壁となる。しかしながら、該電解質は、イオン反応中間
体が膜電極接合体のアノード側から膜電極接合体のカソ
ード側へ流れることを許容する。
電極接合体の反対側への電子及びガスの流れに対して障
壁となる。しかしながら、該電解質は、イオン反応中間
体が膜電極接合体のアノード側から膜電極接合体のカソ
ード側へ流れることを許容する。
【００１１】従って、イオン反応中間体は燃料電池から
退出することなく、膜電極接合体のアノード側から膜電
極接合体のカソード側へ流れることが可能である。これ
とは反対に、アノード流動域プレートとカソード流動域
プレートとの間に外部負荷を電気的に接続することによ
り、膜電極接合体のアノード側から膜電極接合体のカソ
ード側へ電子が流れる。外部負荷は、膜電極接合体のア
ノード側から、アノード流動域プレート及び負荷を介し
て、カソード流動域プレートへと電子を流れさせる。
退出することなく、膜電極接合体のアノード側から膜電
極接合体のカソード側へ流れることが可能である。これ
とは反対に、アノード流動域プレートとカソード流動域
プレートとの間に外部負荷を電気的に接続することによ
り、膜電極接合体のアノード側から膜電極接合体のカソ
ード側へ電子が流れる。外部負荷は、膜電極接合体のア
ノード側から、アノード流動域プレート及び負荷を介し
て、カソード流動域プレートへと電子を流れさせる。
【００１２】電子は膜電極接合体のアノード側に生成さ
れ、これはアノードガスが燃料電池反応中に酸化を受け
ることを示している。電子は膜電極接合体のカソード側
で消費され、これはカソードガスが燃料電池反応中に還
元を受けることを示している。
れ、これはアノードガスが燃料電池反応中に酸化を受け
ることを示している。電子は膜電極接合体のカソード側
で消費され、これはカソードガスが燃料電池反応中に還
元を受けることを示している。
【００１３】例えば、燃料電池内で使用されるガスが水
素及び酸素である場合、水素はアノード流動域プレート
を通って流れて、酸化を受ける。酸素はカソード流動域
プレートを通って流れて、還元を受ける。燃料電池に生
じる特定の反応は式１〜３で表される。
素及び酸素である場合、水素はアノード流動域プレート
を通って流れて、酸化を受ける。酸素はカソード流動域
プレートを通って流れて、還元を受ける。燃料電池に生
じる特定の反応は式１〜３で表される。
【００１４】 Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- （１） １／２Ｏ2＋２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ （２） Ｈ2＋１／２Ｏ2→Ｈ2Ｏ （３） 式１に示されるように、水素はプロトン（Ｈ+）及び電
子を生成する。プロトンは電解質を介して膜電極接合体
のカソード側へ流れ、電子は外部負荷を介して膜電極接
合体のアノード側から膜電極接合体のカソード側へ流れ
る。式２に示されるように、電子及びプロトンは酸素と
反応して水を生成する。式３は全体的な燃料電池反応を
示す。
子を生成する。プロトンは電解質を介して膜電極接合体
のカソード側へ流れ、電子は外部負荷を介して膜電極接
合体のアノード側から膜電極接合体のカソード側へ流れ
る。式２に示されるように、電子及びプロトンは酸素と
反応して水を生成する。式３は全体的な燃料電池反応を
示す。
【００１５】化学生成物の生成に加えて、燃料電池反応
は熱を生成する。一般的に、燃料電池から熱を除去し、
かつ燃料電池を過熱から保護するために１つ以上の冷却
液流動域プレートが使用される。
は熱を生成する。一般的に、燃料電池から熱を除去し、
かつ燃料電池を過熱から保護するために１つ以上の冷却
液流動域プレートが使用される。
【００１６】各冷却液流動域プレートは入口領域と、出
口領域と、冷却液流動域プレートの入口領域と冷却液流
動域プレートの出口領域とを流体が流れるように連通さ
せる（以下、流体連通させる）チャネルとを有する。比
較的低温の冷却液（例えば、液体脱イオン水）は、入口
領域において冷却液流動域プレートに進入し、冷却液流
動域プレートのチャネルを通って、冷却液流動域プレー
トの出口領域へ流れて、冷却液流動域プレートの出口領
域において冷却液流動域プレートから退出する。冷却液
が、冷却液流動域プレートのチャネルを通って流れるに
つれ、冷却液は燃料電池内で生成された熱を吸収する。
冷却液が冷却液流動域プレートを退出する時、冷却液に
吸収された熱は燃料電池から除去される。
口領域と、冷却液流動域プレートの入口領域と冷却液流
動域プレートの出口領域とを流体が流れるように連通さ
せる（以下、流体連通させる）チャネルとを有する。比
較的低温の冷却液（例えば、液体脱イオン水）は、入口
領域において冷却液流動域プレートに進入し、冷却液流
動域プレートのチャネルを通って、冷却液流動域プレー
トの出口領域へ流れて、冷却液流動域プレートの出口領
域において冷却液流動域プレートから退出する。冷却液
が、冷却液流動域プレートのチャネルを通って流れるに
つれ、冷却液は燃料電池内で生成された熱を吸収する。
冷却液が冷却液流動域プレートを退出する時、冷却液に
吸収された熱は燃料電池から除去される。
【００１７】利用可能な電気エネルギーを増加させるた
めに、複数の燃料電池を直列に配置して燃料電池スタッ
クを形成することが可能である。燃料電池スタックにお
いて、一方の側の流動域プレートは、ある燃料電池用の
アノード流動域プレートとして機能し、一方、反対側の
流動域プレートは別の燃料電池におけるカソード流動域
プレートとして機能する。この配置はバイポーラプレー
トと称され得る。前記スタックは、さらに、例えばアノ
ード流動域プレートとして作用する１つの側面と、冷却
液流動域プレートとして作用する別の側面とを有するア
ノード冷却液流動域プレートのような複数のモノポーラ
プレートを備え得る。例として、アノード冷却液流動域
プレートの片面開放冷却液チャネルとカソード冷却液流
動域プレートの片面開放冷却液チャネルとが組み合わさ
れて、燃料電池を形成する隣接した流動域プレートを冷
却する集積冷却液チャネルを形成し得る。いくつかの状
況下では、アノードガス中及びカソードガス中の少なく
ともいずれかに一酸化炭素が存在する。一酸化炭素フィ
ルタが無い場合、一酸化炭素は燃料電池の触媒層に吸着
することがあり、それにより触媒層上における水素の吸
着及び酸化の少なくともいずれかのための部位を閉塞し
てしまう。これは、燃料電池または燃料電池スタックの
性能を低減し得る。
めに、複数の燃料電池を直列に配置して燃料電池スタッ
クを形成することが可能である。燃料電池スタックにお
いて、一方の側の流動域プレートは、ある燃料電池用の
アノード流動域プレートとして機能し、一方、反対側の
流動域プレートは別の燃料電池におけるカソード流動域
プレートとして機能する。この配置はバイポーラプレー
トと称され得る。前記スタックは、さらに、例えばアノ
ード流動域プレートとして作用する１つの側面と、冷却
液流動域プレートとして作用する別の側面とを有するア
ノード冷却液流動域プレートのような複数のモノポーラ
プレートを備え得る。例として、アノード冷却液流動域
プレートの片面開放冷却液チャネルとカソード冷却液流
動域プレートの片面開放冷却液チャネルとが組み合わさ
れて、燃料電池を形成する隣接した流動域プレートを冷
却する集積冷却液チャネルを形成し得る。いくつかの状
況下では、アノードガス中及びカソードガス中の少なく
ともいずれかに一酸化炭素が存在する。一酸化炭素フィ
ルタが無い場合、一酸化炭素は燃料電池の触媒層に吸着
することがあり、それにより触媒層上における水素の吸
着及び酸化の少なくともいずれかのための部位を閉塞し
てしまう。これは、燃料電池または燃料電池スタックの
性能を低減し得る。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明の目的
は、燃料電池システムにおいて、触媒層に吸着し得る一
酸化炭素の量を低減し、それにより燃料電池または燃料
電池スタックの性能を改善することにある。
は、燃料電池システムにおいて、触媒層に吸着し得る一
酸化炭素の量を低減し、それにより燃料電池または燃料
電池スタックの性能を改善することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、燃料ガス供給源と、燃
料ガス供給源と流体連通している電極を有する燃料電池
と、電気化学セルであって、カソード、燃料ガス供給源
及び燃料電池の電極と流体連通しているアノード、及
び、カソード及びアノードと電気的に通じている電解質
とを有する電気化学セルと、前記アノード及びカソード
と電気的に通じており、かつ前記カソードに対する前記
アノードの電位を変化させるように適合された装置とを
備えることを要旨とする。
めに、請求項１に記載の発明は、燃料ガス供給源と、燃
料ガス供給源と流体連通している電極を有する燃料電池
と、電気化学セルであって、カソード、燃料ガス供給源
及び燃料電池の電極と流体連通しているアノード、及
び、カソード及びアノードと電気的に通じている電解質
とを有する電気化学セルと、前記アノード及びカソード
と電気的に通じており、かつ前記カソードに対する前記
アノードの電位を変化させるように適合された装置とを
備えることを要旨とする。
【００２０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の燃料電池システムにおいて、電解質が固体ポリマー電
解質膜からなることを要旨とする。請求項３に記載の発
明は、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、電
気化学セルが、燃料ガス供給源と燃料電池との間に位置
することを要旨とする。
の燃料電池システムにおいて、電解質が固体ポリマー電
解質膜からなることを要旨とする。請求項３に記載の発
明は、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、電
気化学セルが、燃料ガス供給源と燃料電池との間に位置
することを要旨とする。
【００２１】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の燃料電池システムにおいて、燃料電池が、燃料ガス供
給源と電気化学セルとの間に位置することを要旨とす
る。請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電
池システムにおいて、燃料ガス供給源が、水素を含むガ
スを生成することが可能である改質器であることを要旨
とする。
の燃料電池システムにおいて、燃料電池が、燃料ガス供
給源と電気化学セルとの間に位置することを要旨とす
る。請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電
池システムにおいて、燃料ガス供給源が、水素を含むガ
スを生成することが可能である改質器であることを要旨
とする。
【００２２】請求項６に記載の発明は、請求項１に記載
の燃料電池システムにおいて、電気化学セルが膜電極接
合体として構成されていることを要旨とする。請求項７
に記載の発明は、電極を備える燃料電池と、電気化学セ
ルであって、カソード、燃料電池の電極と流体連通して
いるアノード、並びに、前記カソード及びアノードと電
気的に通じている電解質を備える電気化学セルと、電気
化学セルのアノードと電気的に通じており、かつ該アノ
ードの電位を変化させるように適合された装置とを備え
ることを要旨とする。
の燃料電池システムにおいて、電気化学セルが膜電極接
合体として構成されていることを要旨とする。請求項７
に記載の発明は、電極を備える燃料電池と、電気化学セ
ルであって、カソード、燃料電池の電極と流体連通して
いるアノード、並びに、前記カソード及びアノードと電
気的に通じている電解質を備える電気化学セルと、電気
化学セルのアノードと電気的に通じており、かつ該アノ
ードの電位を変化させるように適合された装置とを備え
ることを要旨とする。
【００２３】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の燃料電池システムにおいて、電解質が固体ポリマーか
らなることを要旨とする。請求項９に記載の発明は、請
求項８に記載の燃料電池システムにおいて、固体ポリマ
ーがスルホン酸基を含むことを要旨とする。
の燃料電池システムにおいて、電解質が固体ポリマーか
らなることを要旨とする。請求項９に記載の発明は、請
求項８に記載の燃料電池システムにおいて、固体ポリマ
ーがスルホン酸基を含むことを要旨とする。
【００２４】請求項１０に記載の発明は、請求項７に記
載の燃料電池システムにおいて、前記アノードが、ルテ
ニウム、モリブデン及びイリジウムのうちから選択され
る材料からなることを要旨とする。
載の燃料電池システムにおいて、前記アノードが、ルテ
ニウム、モリブデン及びイリジウムのうちから選択され
る材料からなることを要旨とする。
【００２５】請求項１１に記載の発明は、請求項７に記
載の燃料電池システムにおいて、電気化学セルが、カソ
ードを構成する第１の触媒層、アノードを構成する第２
の触媒層、及び、第１の触媒層と第２の触媒層との間に
位置する固体電解質を備えることを要旨とする。
載の燃料電池システムにおいて、電気化学セルが、カソ
ードを構成する第１の触媒層、アノードを構成する第２
の触媒層、及び、第１の触媒層と第２の触媒層との間に
位置する固体電解質を備えることを要旨とする。
【００２６】請求項１２に記載の発明は、請求項１１に
記載の燃料電池システムにおいて、第１のガス拡散層
と、第２のガス拡散層とをさらに備え、第１の触媒層
は、第１のガス拡散層と固体電解質との間に位置し、か
つ第２の触媒層は第２のガス拡散層と固体電解質との間
に位置することを要旨とする。
記載の燃料電池システムにおいて、第１のガス拡散層
と、第２のガス拡散層とをさらに備え、第１の触媒層
は、第１のガス拡散層と固体電解質との間に位置し、か
つ第２の触媒層は第２のガス拡散層と固体電解質との間
に位置することを要旨とする。
【００２７】請求項１３に記載の発明は、請求項１１に
記載の燃料電池システムにおいて、固体電解質が固体ポ
リマー電解質膜からなることを要旨とする。請求項１４
に記載の発明は、請求項１１に記載の燃料電池システム
において、第２の触媒層が、ルテニウム、モリブデン及
びイリジウムのうちから選択される材料からなることを
要旨とする。
記載の燃料電池システムにおいて、固体電解質が固体ポ
リマー電解質膜からなることを要旨とする。請求項１４
に記載の発明は、請求項１１に記載の燃料電池システム
において、第２の触媒層が、ルテニウム、モリブデン及
びイリジウムのうちから選択される材料からなることを
要旨とする。
【００２８】請求項１５に記載の発明は、請求項７に記
載の燃料電池システムにおいて、前記装置は前記カソー
ドの電位に対する前記アノードの電位を制御するように
適合されていることを要旨とする。
載の燃料電池システムにおいて、前記装置は前記カソー
ドの電位に対する前記アノードの電位を制御するように
適合されていることを要旨とする。
【００２９】請求項１６に記載の発明は、請求項１５に
記載の燃料電池システムにおいて、前記カソードが基準
水素電極として作用することが可能であることを要旨と
する。
記載の燃料電池システムにおいて、前記カソードが基準
水素電極として作用することが可能であることを要旨と
する。
【００３０】請求項１７に記載の発明は、請求項７に記
載の燃料電池システムにおいて、カソード、燃料電池の
電極と流体連通しているアノード、及び、前記カソード
及びアノードに電気的に通じている電解質とを有する第
２の電気化学セルをさらに備えることを要旨とする。
載の燃料電池システムにおいて、カソード、燃料電池の
電極と流体連通しているアノード、及び、前記カソード
及びアノードに電気的に通じている電解質とを有する第
２の電気化学セルをさらに備えることを要旨とする。
【００３１】請求項１８に記載の発明は、請求項１７に
記載の燃料電池システムにおいて、第１の電気化学セル
のカソードが、第２の電気化学セルのカソードと流体連
通していることを要旨とする。
記載の燃料電池システムにおいて、第１の電気化学セル
のカソードが、第２の電気化学セルのカソードと流体連
通していることを要旨とする。
【００３２】請求項１９に記載の発明は、請求項７に記
載の燃料電池システムにおいて、前記アノード及び燃料
電池の電極と流体連通している混合チャンバをさらに備
えることを要旨とする。
載の燃料電池システムにおいて、前記アノード及び燃料
電池の電極と流体連通している混合チャンバをさらに備
えることを要旨とする。
【００３３】請求項２０に記載の発明は、請求項７に記
載の燃料電池システムにおいて、前記アノードと流体連
通している燃料供給システムをさらに備えることを要旨
とする。
載の燃料電池システムにおいて、前記アノードと流体連
通している燃料供給システムをさらに備えることを要旨
とする。
【００３４】請求項２１に記載の発明は、請求項２０に
記載の燃料電池システムにおいて、燃料供給システムが
改質器からなることを要旨とする。請求項２２に記載の
発明は、燃料電池システムにおいてガス流を処理する方
法であって、電気化学セルのアノードを流入ガス流に接
触させることと、前記アノードの電位を変化させること
とを備えることを要旨とする。
記載の燃料電池システムにおいて、燃料供給システムが
改質器からなることを要旨とする。請求項２２に記載の
発明は、燃料電池システムにおいてガス流を処理する方
法であって、電気化学セルのアノードを流入ガス流に接
触させることと、前記アノードの電位を変化させること
とを備えることを要旨とする。
【００３５】請求項２３に記載の発明は、請求項２２に
記載の方法において、前記アノードの電位を変化させる
ことが、電位を第１の電位と第２の電位の間で周期的に
変化させることからなることを要旨とする。
記載の方法において、前記アノードの電位を変化させる
ことが、電位を第１の電位と第２の電位の間で周期的に
変化させることからなることを要旨とする。
【００３６】請求項２４に記載の発明は、請求項２３に
記載の方法において、前記電位を周期的に変化させるこ
とが、時間の関数として行われることを要旨とする。請
求項２５に記載の発明は、請求項２３に記載の方法にお
いて、前記電位を周期的に変化させることが、検知され
た電流の関数として行われることを要旨とする。
記載の方法において、前記電位を周期的に変化させるこ
とが、時間の関数として行われることを要旨とする。請
求項２５に記載の発明は、請求項２３に記載の方法にお
いて、前記電位を周期的に変化させることが、検知され
た電流の関数として行われることを要旨とする。
【００３７】請求項２６に記載の発明は、請求項２３に
記載の方法において、第１の電位は、一酸化炭素が前記
アノードに吸着するのに十分なレベルにあり、第２の電
位は、前記アノードが吸着した一酸化炭素を酸化させる
のに十分なレベルにあることを要旨とする。
記載の方法において、第１の電位は、一酸化炭素が前記
アノードに吸着するのに十分なレベルにあり、第２の電
位は、前記アノードが吸着した一酸化炭素を酸化させる
のに十分なレベルにあることを要旨とする。
【００３８】請求項２７に記載の発明は、請求項２２に
記載の方法において、前記アノードの電位は、同アノー
ドが一酸化炭素を酸化させるのに十分であることを要旨
とする。
記載の方法において、前記アノードの電位は、同アノー
ドが一酸化炭素を酸化させるのに十分であることを要旨
とする。
【００３９】請求項２８に記載の発明は、請求項２２に
記載の方法において、前記アノードの電位が、基準水素
電極に対してほぼゼロであることを要旨とする。請求項
２９に記載の発明は、請求項２２に記載の方法におい
て、前記アノードの電位は、電気化学セルのカソードの
電位に関して変化させられることを要旨とする。
記載の方法において、前記アノードの電位が、基準水素
電極に対してほぼゼロであることを要旨とする。請求項
２９に記載の発明は、請求項２２に記載の方法におい
て、前記アノードの電位は、電気化学セルのカソードの
電位に関して変化させられることを要旨とする。
【００４０】請求項３０に記載の発明は、請求項２２に
記載の方法において、流入ガス流を第２の電気化学セル
のアノードと接触させることをさらに備えることを要旨
とする。
記載の方法において、流入ガス流を第２の電気化学セル
のアノードと接触させることをさらに備えることを要旨
とする。
【００４１】請求項３１に記載の発明は、請求項２２に
記載の方法において、流入ガス流を混合することをさら
に備えることを要旨とする。
記載の方法において、流入ガス流を混合することをさら
に備えることを要旨とする。
【００４２】本発明は、一酸化炭素フィルタを備える燃
料電池システムに関する。一酸化炭素フィルタは、吸着
電位と酸化電位との間で切り替え可能な電気化学セルを
備える。ガスが触媒層と接触する前に一酸化炭素フィル
タ層と接触するように、一酸化炭素フィルタはガスの流
路に沿って配置され得る。電気化学セルが吸着電位にあ
る場合、ガス中に存在する一酸化炭素のうちの少なくと
も一部は一酸化炭素フィルタに吸着し得、該一酸化炭素
フィルタは触媒層に吸着し得る一酸化炭素の量を低減
し、それにより燃料電池または燃料電池スタックの性能
を改善する。
料電池システムに関する。一酸化炭素フィルタは、吸着
電位と酸化電位との間で切り替え可能な電気化学セルを
備える。ガスが触媒層と接触する前に一酸化炭素フィル
タ層と接触するように、一酸化炭素フィルタはガスの流
路に沿って配置され得る。電気化学セルが吸着電位にあ
る場合、ガス中に存在する一酸化炭素のうちの少なくと
も一部は一酸化炭素フィルタに吸着し得、該一酸化炭素
フィルタは触媒層に吸着し得る一酸化炭素の量を低減
し、それにより燃料電池または燃料電池スタックの性能
を改善する。
【００４３】吸着後、フィルタは、吸着された一酸化炭
素を二酸化炭素へ酸化させる酸化電位に電位を切り替え
ることにより、再生成または再活性化され得る。酸化の
後、電気化学セルは、ＣＯをフィルタ上に吸着させるこ
とによりガス中の一酸化炭素の量を再び低減させる吸着
電位に切り替えられる。従って、フィルタの電位を吸着
電位と酸化電位とに周期的に変化させることにより、ガ
ス中のＣＯの量は効果的に最小限にされる。一酸化炭素
フィルタは比較的小型、簡易、及び経済的なデザインを
有し得る。
素を二酸化炭素へ酸化させる酸化電位に電位を切り替え
ることにより、再生成または再活性化され得る。酸化の
後、電気化学セルは、ＣＯをフィルタ上に吸着させるこ
とによりガス中の一酸化炭素の量を再び低減させる吸着
電位に切り替えられる。従って、フィルタの電位を吸着
電位と酸化電位とに周期的に変化させることにより、ガ
ス中のＣＯの量は効果的に最小限にされる。一酸化炭素
フィルタは比較的小型、簡易、及び経済的なデザインを
有し得る。
【００４４】一態様では、本発明が、燃料ガス供給源
と、燃料ガス供給源と流体が流れるように連通している
（以下、「流体連通している」とする）電極を有する燃
料電池と、電気化学セルと、装置とを備える燃料電池シ
ステムを特徴とする。前記電気化学セルは、カソード
と、燃料ガス供給源及び燃料電池の電極と流体連通して
いるアノードと、及び前記カソード及びアノードと電気
的に通じている電解質とを備える。前記装置は、前記ア
ノード及びカソードと電気的に通じており、前記カソー
ドに対する前記アノードの電位を変化させるように適合
されている。
と、燃料ガス供給源と流体が流れるように連通している
（以下、「流体連通している」とする）電極を有する燃
料電池と、電気化学セルと、装置とを備える燃料電池シ
ステムを特徴とする。前記電気化学セルは、カソード
と、燃料ガス供給源及び燃料電池の電極と流体連通して
いるアノードと、及び前記カソード及びアノードと電気
的に通じている電解質とを備える。前記装置は、前記ア
ノード及びカソードと電気的に通じており、前記カソー
ドに対する前記アノードの電位を変化させるように適合
されている。
【００４５】別の態様では、本発明は、電極と、電気化
学セルと、装置とを有する燃料電池を備える燃料電池シ
ステムを特徴とする。前記電気化学セルは、カソード、
燃料電池の電極と流体連通しているアノードと、前記ア
ノード及びカソードに電気的に通じているに電解質とを
備えている。前記装置は、電気化学セルのアノードと電
気的に通じており、かつ該アノードの電位を変更するよ
うに適合されている。
学セルと、装置とを有する燃料電池を備える燃料電池シ
ステムを特徴とする。前記電気化学セルは、カソード、
燃料電池の電極と流体連通しているアノードと、前記ア
ノード及びカソードに電気的に通じているに電解質とを
備えている。前記装置は、電気化学セルのアノードと電
気的に通じており、かつ該アノードの電位を変更するよ
うに適合されている。
【００４６】前記電気化学セルは、例えば、カソードを
構成する第１の触媒層、アノードを構成する第２の触媒
層、及び第１の触媒層と第２の触媒層との間に位置する
固体電解質を有する膜電極接合体として構成され得る。
電解質はスルホン酸基を有するものなどの固体ポリマー
を含むことが可能である。前記アノードすなわち第２の
触媒層は、ルテニウム、モリブデン及びイリジウムのう
ちから選択される材料を含み得る。前記カソードは基準
水素電極として機能し得る。
構成する第１の触媒層、アノードを構成する第２の触媒
層、及び第１の触媒層と第２の触媒層との間に位置する
固体電解質を有する膜電極接合体として構成され得る。
電解質はスルホン酸基を有するものなどの固体ポリマー
を含むことが可能である。前記アノードすなわち第２の
触媒層は、ルテニウム、モリブデン及びイリジウムのう
ちから選択される材料を含み得る。前記カソードは基準
水素電極として機能し得る。
【００４７】電気化学セルは第１のガス拡散層及び第２
のガス拡散層をさらに備え得、第１の触媒層は第１のガ
ス拡散層と固体電解質との間に位置し、第２の触媒層は
第２のガス拡散層と固体電解質との間に位置している。
のガス拡散層をさらに備え得、第１の触媒層は第１のガ
ス拡散層と固体電解質との間に位置し、第２の触媒層は
第２のガス拡散層と固体電解質との間に位置している。
【００４８】電気化学セルは、燃料電池と燃料ガス供給
源との間に位置し得、前記燃料ガス供給源としては水素
を含むガスを生成することが可能である改質器などがあ
る。燃料電池は、燃料ガス供給源と電気化学セルとの間
に位置し得る。燃料供給システムは前記アノードと流体
連通し得る。
源との間に位置し得、前記燃料ガス供給源としては水素
を含むガスを生成することが可能である改質器などがあ
る。燃料電池は、燃料ガス供給源と電気化学セルとの間
に位置し得る。燃料供給システムは前記アノードと流体
連通し得る。
【００４９】前記装置はカソードの電位に対してアノー
ドの電位を制御するように適合されている。いくつかの
実施形態では、燃料電池システムは、カソードと、燃料
電池の電極と流体連通しているアノードと、カソード及
びアノードに電気的に通じている電解質とを有する第２
の電気化学セルをさらに備える。第１の電気化学セルの
カソードは、第２の電気化学セルのカソードと流体連通
し得る。
ドの電位を制御するように適合されている。いくつかの
実施形態では、燃料電池システムは、カソードと、燃料
電池の電極と流体連通しているアノードと、カソード及
びアノードに電気的に通じている電解質とを有する第２
の電気化学セルをさらに備える。第１の電気化学セルの
カソードは、第２の電気化学セルのカソードと流体連通
し得る。
【００５０】燃料電池システムは、アノード及び燃料電
池の電極と流体連通している混合チャンバをさらに備え
得る。別の態様では、本発明は、燃料電池システム内の
ガス流を処理する方法を特徴とする。本方法は、電気化
学セルのアノードを流入ガス流と接触させることと、該
アノードの電位を変更することとを含む。
池の電極と流体連通している混合チャンバをさらに備え
得る。別の態様では、本発明は、燃料電池システム内の
ガス流を処理する方法を特徴とする。本方法は、電気化
学セルのアノードを流入ガス流と接触させることと、該
アノードの電位を変更することとを含む。
【００５１】前記アノードの電位の変更は、例えば、時
間または検知された電流の関数として、電位を第１の電
位と第２の電位とに周期的に変化させることを含む。第
１の電位は、基準水素電極に関してほぼゼロであるよう
に、一酸化炭素が前記アノードに吸着するのに十分なレ
ベルであり得、第２の電位は前記アノードが吸着した一
酸化炭素を酸化させるのに十分なレベルにあり得る。前
記アノードの電位は、電気化学セルのカソードの電位に
対して変更され得る。
間または検知された電流の関数として、電位を第１の電
位と第２の電位とに周期的に変化させることを含む。第
１の電位は、基準水素電極に関してほぼゼロであるよう
に、一酸化炭素が前記アノードに吸着するのに十分なレ
ベルであり得、第２の電位は前記アノードが吸着した一
酸化炭素を酸化させるのに十分なレベルにあり得る。前
記アノードの電位は、電気化学セルのカソードの電位に
対して変更され得る。
【００５２】本方法は、流入ガス流を第２の電気化学セ
ルのアノードと接触させることと、流入ガス流と混合す
ることとのうちの少なくともいずれかを含んでいる。本
発明の他の特徴、目的及び利点は、図面、説明及び特許
請求の範囲より明らかとなるであろう。
ルのアノードと接触させることと、流入ガス流と混合す
ることとのうちの少なくともいずれかを含んでいる。本
発明の他の特徴、目的及び利点は、図面、説明及び特許
請求の範囲より明らかとなるであろう。
【００５３】
【発明の実施の形態】図１の参照すると、燃料電池シス
テム２０は、複数の燃料電池３５を有する燃料電池スタ
ック３０を備える。燃料電池システム２０は、アノード
ガス供給源４０、フィルタ注入路４５、一酸化炭素フィ
ルタ（ＣＯフィルタ）５０、アノードガス注入路６０、
アノードガス排出路７０、カソードガス注入路、カソー
ドガス排出路９０、冷却剤注入路１００、及び冷却剤排
出路１１０も備える。
テム２０は、複数の燃料電池３５を有する燃料電池スタ
ック３０を備える。燃料電池システム２０は、アノード
ガス供給源４０、フィルタ注入路４５、一酸化炭素フィ
ルタ（ＣＯフィルタ）５０、アノードガス注入路６０、
アノードガス排出路７０、カソードガス注入路、カソー
ドガス排出路９０、冷却剤注入路１００、及び冷却剤排
出路１１０も備える。
【００５４】図２は、膜電極接合体（ＭＥＡ）１２０に
よって２つの隔室に分割されているハウジング１１５を
有するＣＯフィルタ５０の実施形態を示している。ＭＥ
Ａ１２０は、アノード１３０、カソード１４０、及びア
ノードとカソードの間に位置する固体電解質１５０を備
えている。アノード１３０及びハウジング１１５はとも
に第１の隔室１６０を画定し、その第１の隔室１６０を
通って、フィルタ注入路４５からアノードガス注入路６
０にアノードガスが流れる。また、カソード１４０及び
ハウジング１１５はともに第２の隔室１７０を画定し、
その第２の隔室１７０は、カソードが基準電極として作
用するように水素ガスなどの基準物質を有する。カソー
ド１４０（以下で説明）によって形成された過剰な水素
ガスが燃料電池スタック３０に流れ得るように、第２の
隔室１７０は圧力解放弁１７７を有する流路１７５を介
してアノードガス注入路６０と流体連通している。第２
の隔室１７０内の基準物質は停滞していてもよいし、例
えば、閉じた室内で流動する水素のように流動していて
もよい。ＣＯフィルタ５０は、アノード１３０及びカソ
ード１４０と電気的に通じている電圧源１８０をさらに
備えている。電圧源１８０は可変電圧発生器のような、
カソード１４０に対するアノード１３０の電位を制御す
ることが可能である任意の装置である。
よって２つの隔室に分割されているハウジング１１５を
有するＣＯフィルタ５０の実施形態を示している。ＭＥ
Ａ１２０は、アノード１３０、カソード１４０、及びア
ノードとカソードの間に位置する固体電解質１５０を備
えている。アノード１３０及びハウジング１１５はとも
に第１の隔室１６０を画定し、その第１の隔室１６０を
通って、フィルタ注入路４５からアノードガス注入路６
０にアノードガスが流れる。また、カソード１４０及び
ハウジング１１５はともに第２の隔室１７０を画定し、
その第２の隔室１７０は、カソードが基準電極として作
用するように水素ガスなどの基準物質を有する。カソー
ド１４０（以下で説明）によって形成された過剰な水素
ガスが燃料電池スタック３０に流れ得るように、第２の
隔室１７０は圧力解放弁１７７を有する流路１７５を介
してアノードガス注入路６０と流体連通している。第２
の隔室１７０内の基準物質は停滞していてもよいし、例
えば、閉じた室内で流動する水素のように流動していて
もよい。ＣＯフィルタ５０は、アノード１３０及びカソ
ード１４０と電気的に通じている電圧源１８０をさらに
備えている。電圧源１８０は可変電圧発生器のような、
カソード１４０に対するアノード１３０の電位を制御す
ることが可能である任意の装置である。
【００５５】ＭＥＡ１２０及び電圧源１８０は、アノー
ド１３０をガスと接触させて、アノードの電位を周期的
に変化させることにより、アノードガス中のＣＯの濃度
を低下させることが可能である。アノード１３０は、電
圧源１８０によって制御されるようなアノード１３０の
電位に従って、一酸化炭素が吸着したり、一酸化炭素が
酸化されたりし得る材料から形成される。アノード１３
０が、対基準水素電極（ＲＨＥ）、つまり対カソード１
４０で約０〜５０ｍＶなどの所定の吸着電位にある場
合、ＣＯはアノード上に吸着する。アノード１３０が約
０．９Ｖｖｓ．ＲＨＥのような所定の酸化電位にある場
合、ＣＯはアノードから酸化される。固体電解質１５０
は、電子及びガスの流れに対する本質的な抵抗を為すと
ともに、プロトンのようなイオンがそれを通って流れる
のを可能にする材料である。カソード１４０は、プロト
ン及び電子を反応させて、水素ガスを生成させることが
可能な材料から形成される。
ド１３０をガスと接触させて、アノードの電位を周期的
に変化させることにより、アノードガス中のＣＯの濃度
を低下させることが可能である。アノード１３０は、電
圧源１８０によって制御されるようなアノード１３０の
電位に従って、一酸化炭素が吸着したり、一酸化炭素が
酸化されたりし得る材料から形成される。アノード１３
０が、対基準水素電極（ＲＨＥ）、つまり対カソード１
４０で約０〜５０ｍＶなどの所定の吸着電位にある場
合、ＣＯはアノード上に吸着する。アノード１３０が約
０．９Ｖｖｓ．ＲＨＥのような所定の酸化電位にある場
合、ＣＯはアノードから酸化される。固体電解質１５０
は、電子及びガスの流れに対する本質的な抵抗を為すと
ともに、プロトンのようなイオンがそれを通って流れる
のを可能にする材料である。カソード１４０は、プロト
ン及び電子を反応させて、水素ガスを生成させることが
可能な材料から形成される。
【００５６】作動中、アノードガスは、例えば改質器の
ようなアノードガス供給源４０からフィルタ注入路４５
を介してＣＯフィルタ５０へ流れる。電圧源１８０はア
ノード１３０を吸着電位に設定する。一般に水素、水蒸
気、一酸化炭素及び他の改質油ガスを含むアノードガス
がアノード１３０に接触すると、ＣＯはアノード上に吸
着して、アノードガス注入路６０及び燃料電池スタック
３０内へ流れるアノードガス流中のＣＯの量を効果的に
低減する。電圧源１８０は、所定時間においてカソード
１４０に対するアノード１３０の電位を吸着電位から酸
化電位に変化させる。酸化電位では、アノード１３０
は、アノードガスからの水を電気分解して、プロトン、
電子及び酸素を生成する。プロトンは、固体電解質１５
０を通ってカソード１４０に移動する。電子は電圧源１
８０を通ってカソード１４０に流れる。生成した酸素は
アノード１３０に吸着された一酸化炭素と反応して比較
的不活性な二酸化炭素ガスを生成し、その二酸化炭素ガ
スはアノードガス流によって第１の隔室１６０から除去
される。その間に、カソード１４０は、アノード１３０
で生成されたプロトンと電圧源１８０からの電子と相互
作用して水素ガスを生成し、その水素ガスは第２の隔室
１７０内に解放される。生成した水素ガスは、流路１７
５及びアノードガス注入路６０を経由して燃料電池スタ
ック３０に流れ得る。
ようなアノードガス供給源４０からフィルタ注入路４５
を介してＣＯフィルタ５０へ流れる。電圧源１８０はア
ノード１３０を吸着電位に設定する。一般に水素、水蒸
気、一酸化炭素及び他の改質油ガスを含むアノードガス
がアノード１３０に接触すると、ＣＯはアノード上に吸
着して、アノードガス注入路６０及び燃料電池スタック
３０内へ流れるアノードガス流中のＣＯの量を効果的に
低減する。電圧源１８０は、所定時間においてカソード
１４０に対するアノード１３０の電位を吸着電位から酸
化電位に変化させる。酸化電位では、アノード１３０
は、アノードガスからの水を電気分解して、プロトン、
電子及び酸素を生成する。プロトンは、固体電解質１５
０を通ってカソード１４０に移動する。電子は電圧源１
８０を通ってカソード１４０に流れる。生成した酸素は
アノード１３０に吸着された一酸化炭素と反応して比較
的不活性な二酸化炭素ガスを生成し、その二酸化炭素ガ
スはアノードガス流によって第１の隔室１６０から除去
される。その間に、カソード１４０は、アノード１３０
で生成されたプロトンと電圧源１８０からの電子と相互
作用して水素ガスを生成し、その水素ガスは第２の隔室
１７０内に解放される。生成した水素ガスは、流路１７
５及びアノードガス注入路６０を経由して燃料電池スタ
ック３０に流れ得る。
【００５７】第２の電位、すなわち酸化電位にて所定時
間経過後、電圧源１８０はカソード１４０に対するアノ
ード１３０の電位を酸化電位から吸着電位へと切り替え
て元に戻し、上記プロセスを繰り返す。上記したよう
に、アノードガス中の一酸化炭素はアノード１３０に吸
着し、所定の時間が経過した後、電圧源１８０はアノー
ド１３０の電位をＣＯを酸化させる酸化電位に切り替え
る。アノード１３０の電位を第１の吸着電位と第２の酸
化電位とに切り替えるか、または周期的に変化させるこ
とによって、フィルタ５０は、アノードガス供給源４０
から燃料電池スタック３０に流れるアノードガス中の一
酸化炭素のうちの一部を低減する。従って、燃料電池ス
タック３０は、同じ作動条件下で作動する、ＣＯフィル
タ５０を備えていない他のほぼ同様な燃料電池スタック
に関して改善された性能を提供することが可能である。
間経過後、電圧源１８０はカソード１４０に対するアノ
ード１３０の電位を酸化電位から吸着電位へと切り替え
て元に戻し、上記プロセスを繰り返す。上記したよう
に、アノードガス中の一酸化炭素はアノード１３０に吸
着し、所定の時間が経過した後、電圧源１８０はアノー
ド１３０の電位をＣＯを酸化させる酸化電位に切り替え
る。アノード１３０の電位を第１の吸着電位と第２の酸
化電位とに切り替えるか、または周期的に変化させるこ
とによって、フィルタ５０は、アノードガス供給源４０
から燃料電池スタック３０に流れるアノードガス中の一
酸化炭素のうちの一部を低減する。従って、燃料電池ス
タック３０は、同じ作動条件下で作動する、ＣＯフィル
タ５０を備えていない他のほぼ同様な燃料電池スタック
に関して改善された性能を提供することが可能である。
【００５８】アノード１３０の電位が切り替えられるタ
イミングは、ＭＥＡ１２０からの電流の流れを監視する
ことにより制御することが可能である。図３を参照する
と、アノード１３０の電位が吸着電位から酸化電位に切
り替えられる場合、水が電気分解されてＣＯが酸化され
ることにより電子の流れを生成するので、電圧源１８０
を介する電流の流れは、一般に、増加すなわちスパイク
する。ＣＯが酸化して除去されるとともに、電流は減少
し、全てではないにしてもほとんどの吸着されたＣＯが
酸化したことを示す定常電流に達する。電流の流量を監
視することによって、電圧源１８０は電流が定常状態に
達した場合に、アノード１３０の電位を酸化電位から吸
着電位に切り替えるようにプログラムすることが可能で
ある。これに代わって、ＣＯ酸化の速度論及びアノード
の表面積のようなパラメータを使用することによって、
算出された量のアノード１３０上に吸着されたＣＯを酸
化させるのに要する時間を計算することが可能である。
電圧源１８０は、酸化のために必要とされる算出時間に
従って吸着電位に切り替わるようにプログラムされ得
る。
イミングは、ＭＥＡ１２０からの電流の流れを監視する
ことにより制御することが可能である。図３を参照する
と、アノード１３０の電位が吸着電位から酸化電位に切
り替えられる場合、水が電気分解されてＣＯが酸化され
ることにより電子の流れを生成するので、電圧源１８０
を介する電流の流れは、一般に、増加すなわちスパイク
する。ＣＯが酸化して除去されるとともに、電流は減少
し、全てではないにしてもほとんどの吸着されたＣＯが
酸化したことを示す定常電流に達する。電流の流量を監
視することによって、電圧源１８０は電流が定常状態に
達した場合に、アノード１３０の電位を酸化電位から吸
着電位に切り替えるようにプログラムすることが可能で
ある。これに代わって、ＣＯ酸化の速度論及びアノード
の表面積のようなパラメータを使用することによって、
算出された量のアノード１３０上に吸着されたＣＯを酸
化させるのに要する時間を計算することが可能である。
電圧源１８０は、酸化のために必要とされる算出時間に
従って吸着電位に切り替わるようにプログラムされ得
る。
【００５９】同様に、アノードガス流量、アノード１３
０上のＣＯ吸着の速度論、アノード１３０の有効表面
積、アノードガス中のＣＯのレベル、また燃料電池スタ
ック３０に流れるアノードガス中の所望ＣＯ濃度のよう
なパラメータを使用することによって、ＣＯがアノード
１３０に吸着するのに要する時間を算出することが可能
である。電圧源１８０は、吸着の算出時間に従って、吸
着電位から酸化電位に切り替わるようにプログラムされ
得る。
０上のＣＯ吸着の速度論、アノード１３０の有効表面
積、アノードガス中のＣＯのレベル、また燃料電池スタ
ック３０に流れるアノードガス中の所望ＣＯ濃度のよう
なパラメータを使用することによって、ＣＯがアノード
１３０に吸着するのに要する時間を算出することが可能
である。電圧源１８０は、吸着の算出時間に従って、吸
着電位から酸化電位に切り替わるようにプログラムされ
得る。
【００６０】図２を再び参照すると、アノード１３０
は、ＣＯを酸化及び吸着することは可能であるが、水素
については吸着しないか、または最小限しか吸着しない
任意の材料から形成され得る。さらに、該材料は、不可
逆的な酸化物の形成のような有害な結果を伴うことな
く、上記したような電位の変化に耐えることも可能であ
る。そのような材料は、例えば、白金、ルテニウム、モ
リブデン、イリジウム、及びそれらの合金を含む。該材
料は、例えばカーボンブラックのような担体上に分散さ
れ得る。ＭＥＡ１２０を調製する際、標準的な燃料電池
技術を使用して、アノード材料を電解質１５０に塗布す
ることが可能である。いくつかの実施形態では、アノー
ド１３０の材料を含む懸濁液を電解質１５０に面するガ
ス拡散層（以下で説明）の表面に塗布し、次いでその懸
濁液を乾燥させることによって、アノード１３０が形成
され得る。アノード１３０を調製する方法は、熱及び圧
力のうち少なくともいずれかを使用して接合を行うこと
を伴い得る。
は、ＣＯを酸化及び吸着することは可能であるが、水素
については吸着しないか、または最小限しか吸着しない
任意の材料から形成され得る。さらに、該材料は、不可
逆的な酸化物の形成のような有害な結果を伴うことな
く、上記したような電位の変化に耐えることも可能であ
る。そのような材料は、例えば、白金、ルテニウム、モ
リブデン、イリジウム、及びそれらの合金を含む。該材
料は、例えばカーボンブラックのような担体上に分散さ
れ得る。ＭＥＡ１２０を調製する際、標準的な燃料電池
技術を使用して、アノード材料を電解質１５０に塗布す
ることが可能である。いくつかの実施形態では、アノー
ド１３０の材料を含む懸濁液を電解質１５０に面するガ
ス拡散層（以下で説明）の表面に塗布し、次いでその懸
濁液を乾燥させることによって、アノード１３０が形成
され得る。アノード１３０を調製する方法は、熱及び圧
力のうち少なくともいずれかを使用して接合を行うこと
を伴い得る。
【００６１】電解質１５０は、電子の流れに対する本質
的な抵抗を為すと共に、それを介してイオンを通過させ
る能力を有するべきである。いくつかの実施形態では、
電解質１５０が固体ポリマープロトン交換膜（例えばス
ルホン酸基を有する固体ポリマー）のような固体ポリマ
ー（例えば固体ポリマー電解質膜）である。そのような
膜は、商標ＮＡＦＩＯＮにて、デラウェア州ウィルミン
トン所在のＥ．Ｉ．デュポン・ド・ヌムール社（Ｅ．
Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａ
ｎｙ、Ｗｉｌｍｉｎｔｏｎｇ、ＤＥ）から商業的に入手
可能である。これに代わって、電解質１５０はまた、メ
リーランド州エルクトン所在のＷ．Ｌ．ゴア＆アソシエ
ーツ（Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ、（Ｅ
ｌｋｔｏｎ、ＭＤ））から入手可能な市販製品ＧＯＲＥ
−ＳＥＬＥＣＴから調製することが可能である。
的な抵抗を為すと共に、それを介してイオンを通過させ
る能力を有するべきである。いくつかの実施形態では、
電解質１５０が固体ポリマープロトン交換膜（例えばス
ルホン酸基を有する固体ポリマー）のような固体ポリマ
ー（例えば固体ポリマー電解質膜）である。そのような
膜は、商標ＮＡＦＩＯＮにて、デラウェア州ウィルミン
トン所在のＥ．Ｉ．デュポン・ド・ヌムール社（Ｅ．
Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａ
ｎｙ、Ｗｉｌｍｉｎｔｏｎｇ、ＤＥ）から商業的に入手
可能である。これに代わって、電解質１５０はまた、メ
リーランド州エルクトン所在のＷ．Ｌ．ゴア＆アソシエ
ーツ（Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ、（Ｅ
ｌｋｔｏｎ、ＭＤ））から入手可能な市販製品ＧＯＲＥ
−ＳＥＬＥＣＴから調製することが可能である。
【００６２】カソード１４０は、プロトン及び電子と相
互作用して水素を生成することが可能である任意の材料
から形成され得る。そのような材料の例としては、例え
ば、白金、白金合金、及びカーボンブラック上に分散さ
れた白金などがある。アノード１３０に関して上記した
ように、カソード１４０を調製することが可能である。
互作用して水素を生成することが可能である任意の材料
から形成され得る。そのような材料の例としては、例え
ば、白金、白金合金、及びカーボンブラック上に分散さ
れた白金などがある。アノード１３０に関して上記した
ように、カソード１４０を調製することが可能である。
【００６３】図４は、２つの電気伝導性ガス拡散層（Ｇ
ＤＬ）１９０，２００の間にあるＭＥＡ１２０を有する
ＣＯフィルタ２１０の別の実施形態を示している。ＧＤ
Ｌは、ガス及び液体の双方に対して透過性である材料か
ら形成され得る。例えば、当業界において公知であるよ
うに、多孔性カーボンクロスまたは紙にカーボンブラッ
クのスラリーを含浸させて、その後ポリテトラフルオロ
エチレン材料と焼結することにより、平坦化された層を
ＧＤＬに設けることも望ましい。適当なＧＤＬは、マサ
チューセッツ州ネーティック所在のイーテック（Ｅｔｅ
ｋ）及びミズーリ州セントルイス所在のゾルテック（Ｚ
ｏｌｔｅｋ）のような様々な会社から入手可能である。
ＣＯフィルタ２１０のいくつかの実施形態では、上記し
たように、第２の隔室１７０はアノードガス注入路６０
と流体連通している。
ＤＬ）１９０，２００の間にあるＭＥＡ１２０を有する
ＣＯフィルタ２１０の別の実施形態を示している。ＧＤ
Ｌは、ガス及び液体の双方に対して透過性である材料か
ら形成され得る。例えば、当業界において公知であるよ
うに、多孔性カーボンクロスまたは紙にカーボンブラッ
クのスラリーを含浸させて、その後ポリテトラフルオロ
エチレン材料と焼結することにより、平坦化された層を
ＧＤＬに設けることも望ましい。適当なＧＤＬは、マサ
チューセッツ州ネーティック所在のイーテック（Ｅｔｅ
ｋ）及びミズーリ州セントルイス所在のゾルテック（Ｚ
ｏｌｔｅｋ）のような様々な会社から入手可能である。
ＣＯフィルタ２１０のいくつかの実施形態では、上記し
たように、第２の隔室１７０はアノードガス注入路６０
と流体連通している。
【００６４】図５は、直列に配置された複数（この場合
２個）のＣＯフィルタ２６０，２７０と、混合チャンバ
２７５とを更に有する燃料電池システム２５０の別の実
施形態を示している。複数のＣＯフィルタを作動させる
と、１つのＣＯフィルタを作動させる場合以上に、アノ
ードガス中のＣＯ量を低減する。ＣＯフィルタ２６０，
２７０は、構造及び操作に関して上述したフィルタ５０
とほぼ同様である。ＣＯフィルタ２６０，２７０のカソ
ード側は、流路２７７及び圧力解放弁２７９を備える水
素システムの一部である。流路２７７は、流路２７８を
介して流路２９０と流体連通しており、その結果、カソ
ードによって生成された過剰な水素は、混合チャンバ２
７５及び燃料電池スタック３０、同様なアノードガス注
入路６０及び流路１７５（図２）に流れることが可能で
ある。混合チャンバ２７５は、一般に、濾過されたアノ
ードガスが、例えば可動パドルによって、乱流にさらさ
れるような容積であり、その結果、燃料電池スタック３
０へ流れるアノードガスは均質となる。
２個）のＣＯフィルタ２６０，２７０と、混合チャンバ
２７５とを更に有する燃料電池システム２５０の別の実
施形態を示している。複数のＣＯフィルタを作動させる
と、１つのＣＯフィルタを作動させる場合以上に、アノ
ードガス中のＣＯ量を低減する。ＣＯフィルタ２６０，
２７０は、構造及び操作に関して上述したフィルタ５０
とほぼ同様である。ＣＯフィルタ２６０，２７０のカソ
ード側は、流路２７７及び圧力解放弁２７９を備える水
素システムの一部である。流路２７７は、流路２７８を
介して流路２９０と流体連通しており、その結果、カソ
ードによって生成された過剰な水素は、混合チャンバ２
７５及び燃料電池スタック３０、同様なアノードガス注
入路６０及び流路１７５（図２）に流れることが可能で
ある。混合チャンバ２７５は、一般に、濾過されたアノ
ードガスが、例えば可動パドルによって、乱流にさらさ
れるような容積であり、その結果、燃料電池スタック３
０へ流れるアノードガスは均質となる。
【００６５】燃料電池システム２０（図１の中で示され
る）の操作と同様に、アノードガス供給源４０は、フィ
ルタ注入路４５を介してＣＯフィルタ２６０のアノード
側にアノードガスを供給し、それにより、上記した吸着
及び酸化によってアノードガス中のＣＯ量が低減され
る。次いで、濾過されたアノードガスは注入路２８０を
介してＣＯフィルタ２７０のアノード側へ流れ、それに
よりアノードガス中のＣＯ量を更に低減する。その後、
２回濾過されたアノードガスは、流路２９０を介して混
合チャンバ２７５に流れる。次に、混合されたアノード
ガスは、燃料電池３５によって使用されるために燃料電
池スタック３０に流れる。
る）の操作と同様に、アノードガス供給源４０は、フィ
ルタ注入路４５を介してＣＯフィルタ２６０のアノード
側にアノードガスを供給し、それにより、上記した吸着
及び酸化によってアノードガス中のＣＯ量が低減され
る。次いで、濾過されたアノードガスは注入路２８０を
介してＣＯフィルタ２７０のアノード側へ流れ、それに
よりアノードガス中のＣＯ量を更に低減する。その後、
２回濾過されたアノードガスは、流路２９０を介して混
合チャンバ２７５に流れる。次に、混合されたアノード
ガスは、燃料電池３５によって使用されるために燃料電
池スタック３０に流れる。
【００６６】燃料電池３５の代表的な実施形態について
説明する。図６は、カソード流動域プレート４１０と、
アノード流動域プレート４２０と、固体電解質４３０、
カソード触媒層４４０、及びアノード触媒層４５０を有
する膜電極接合体（ＭＥＡ）４１５と、ガス拡散層（Ｇ
ＤＬ）４６０，４７０とを備える燃料電池３５の部分断
面図を示している。燃料電池３５は、ある燃料電池のカ
ソード流動域プレートの後面が次の燃料電池中のアノー
ド流動域プレートとして作用するように配置され得る。
複数の冷却剤流動域プレート（以下で説明）もこの配置
において使用することが可能である。
説明する。図６は、カソード流動域プレート４１０と、
アノード流動域プレート４２０と、固体電解質４３０、
カソード触媒層４４０、及びアノード触媒層４５０を有
する膜電極接合体（ＭＥＡ）４１５と、ガス拡散層（Ｇ
ＤＬ）４６０，４７０とを備える燃料電池３５の部分断
面図を示している。燃料電池３５は、ある燃料電池のカ
ソード流動域プレートの後面が次の燃料電池中のアノー
ド流動域プレートとして作用するように配置され得る。
複数の冷却剤流動域プレート（以下で説明）もこの配置
において使用することが可能である。
【００６７】電解質４３０は、ほぼ電解質１５０に関し
て上述した通りである。カソード触媒層４４０は、酸
素、電子、及びプロトンと相互作用して水を生成するこ
とが可能である材料から形成され得る。そのような材料
の例としては、例えば、白金、白金合金、及びカーボン
ブラック上に分散された貴金属などがある。触媒層４４
０は、アノード１３０に関して上述したのと同様に調製
され得る。
て上述した通りである。カソード触媒層４４０は、酸
素、電子、及びプロトンと相互作用して水を生成するこ
とが可能である材料から形成され得る。そのような材料
の例としては、例えば、白金、白金合金、及びカーボン
ブラック上に分散された貴金属などがある。触媒層４４
０は、アノード１３０に関して上述したのと同様に調製
され得る。
【００６８】アノード触媒層４５０は、水素と相互作用
してプロトンと電子を生成することが可能である材料か
ら形成され得る。そのような材料の例はとしては、例え
ば、白金、白金合金、及びカーボンブラック上に分散さ
れた白金などがある。触媒層４５０は、アノード１３０
に関して上述したのと同様に調製され得る。
してプロトンと電子を生成することが可能である材料か
ら形成され得る。そのような材料の例はとしては、例え
ば、白金、白金合金、及びカーボンブラック上に分散さ
れた白金などがある。触媒層４５０は、アノード１３０
に関して上述したのと同様に調製され得る。
【００６９】ガス拡散層４６０，４７０は一般には、Ｇ
ＤＬ１９０，２００に関して上述したのと同様の材料か
ら形成される。さらに、電子が、触媒層４５０から流動
域プレート４２０まで、及び流動域プレート４１０から
触媒層４４０までに流れることが可能であるように、ガ
ス拡散層４６０，４７０は電気伝導性であるべきであ
る。
ＤＬ１９０，２００に関して上述したのと同様の材料か
ら形成される。さらに、電子が、触媒層４５０から流動
域プレート４２０まで、及び流動域プレート４１０から
触媒層４４０までに流れることが可能であるように、ガ
ス拡散層４６０，４７０は電気伝導性であるべきであ
る。
【００７０】図７は、入口４８０と、出口４９０と、カ
ソードガスのための流路を入口４８０から出口４９まで
画定する片面開放チャネル５００とを有するカソード流
動域プレート４１０を示す。カソードガスはカソードガ
ス注入路８０から流れて、入口４８０を介して流動域プ
レート４１０に進入し、カソードガス排出路９０に流れ
る。その後、カソードガスはチャネル５００に沿って流
れ、出口４９０を介して流動域プレート４１０から退出
する。カソードガスがチャネル５００に沿って流れるに
つれ、カソードガスに含まれていた酸素はガス拡散層４
６０に浸透して、触媒層４４０と相互作用することが可
能である。触媒層４４０に存在する電子及びプロトンは
酸素と反応して水を生成する。水は、拡散層４６０を通
過して戻り、チャネル５００内でカソードガス流に進入
し、カソード流動域プレート出口４９０を通って流動域
プレート４１０から退出することが可能である。
ソードガスのための流路を入口４８０から出口４９まで
画定する片面開放チャネル５００とを有するカソード流
動域プレート４１０を示す。カソードガスはカソードガ
ス注入路８０から流れて、入口４８０を介して流動域プ
レート４１０に進入し、カソードガス排出路９０に流れ
る。その後、カソードガスはチャネル５００に沿って流
れ、出口４９０を介して流動域プレート４１０から退出
する。カソードガスがチャネル５００に沿って流れるに
つれ、カソードガスに含まれていた酸素はガス拡散層４
６０に浸透して、触媒層４４０と相互作用することが可
能である。触媒層４４０に存在する電子及びプロトンは
酸素と反応して水を生成する。水は、拡散層４６０を通
過して戻り、チャネル５００内でカソードガス流に進入
し、カソード流動域プレート出口４９０を通って流動域
プレート４１０から退出することが可能である。
【００７１】図８は、入口５１０と、出口５２０と、ア
ノードガスのための流路を入口５１０から出口５２０ま
で画定する片面開放チャネル５３０とを有するアノード
流動域プレート４２０を示す。アノードガスはアノード
ガス注入路６０から流れて、入口５１０を介して流動域
プレート４２０に進入する。その後、アノードガスは、
チャネル５３０に沿って流れ、出口５２０を介して流動
域プレート４２０を退出し、アノードガス排出路７０へ
流れる。アノードガスがチャネル５３０に沿って流れる
につれ、アノードガスに含まれていた水素はガス拡散層
４７０に浸透し、触媒層４５０と相互作用してプロトン
及び電子を生成することが可能である。プロトンは固体
電解質４３０を通り抜け、電子はガス拡散層４７０を通
ってアノード流動域プレート４２０に導かれ、最終的に
は外部負荷を介してカソード流動域プレート４１０へ流
れる。
ノードガスのための流路を入口５１０から出口５２０ま
で画定する片面開放チャネル５３０とを有するアノード
流動域プレート４２０を示す。アノードガスはアノード
ガス注入路６０から流れて、入口５１０を介して流動域
プレート４２０に進入する。その後、アノードガスは、
チャネル５３０に沿って流れ、出口５２０を介して流動
域プレート４２０を退出し、アノードガス排出路７０へ
流れる。アノードガスがチャネル５３０に沿って流れる
につれ、アノードガスに含まれていた水素はガス拡散層
４７０に浸透し、触媒層４５０と相互作用してプロトン
及び電子を生成することが可能である。プロトンは固体
電解質４３０を通り抜け、電子はガス拡散層４７０を通
ってアノード流動域プレート４２０に導かれ、最終的に
は外部負荷を介してカソード流動域プレート４１０へ流
れる。
【００７２】燃料電池反応中に生成された熱は、冷却剤
流動域プレートを介して燃料電池３５内に冷却剤を流す
ことにより、燃料電池３５から除去される。図９は、入
口５５０と、出口５６０と、冷却剤のための流路を入口
５５０から出口５６０への画定する片面開放チャネル５
７０を有する冷却剤流動域プレート５４０を示す。冷却
剤は、入口５５０を介して冷却剤注入路１００から燃料
電池３５に進入し、チャネル５７０に沿って流れて熱を
吸収し、出口５６０を介して冷却剤排出路１１０へと燃
料電池３５を退出する。
流動域プレートを介して燃料電池３５内に冷却剤を流す
ことにより、燃料電池３５から除去される。図９は、入
口５５０と、出口５６０と、冷却剤のための流路を入口
５５０から出口５６０への画定する片面開放チャネル５
７０を有する冷却剤流動域プレート５４０を示す。冷却
剤は、入口５５０を介して冷却剤注入路１００から燃料
電池３５に進入し、チャネル５７０に沿って流れて熱を
吸収し、出口５６０を介して冷却剤排出路１１０へと燃
料電池３５を退出する。
【００７３】入口５１０がアノードガス注入路６０と流
体連通するように形成され、かつ出口５２０はアノード
ガス排出路７０と流体連通するように形成されるよう
に、燃料電池３５は燃料電池スタック３０内に配置され
ている。同様に、入口４８０はカソードガス注入路８０
と流体連通するように形成され、出口４９０はカソード
ガス排出路９０と流体連通するように形成される。同様
に、入口５５０は冷却剤注入路１００と流体連通するよ
うに形成され、出口５６０は冷却剤排出路１１０と流体
連通するように形成される。
体連通するように形成され、かつ出口５２０はアノード
ガス排出路７０と流体連通するように形成されるよう
に、燃料電池３５は燃料電池スタック３０内に配置され
ている。同様に、入口４８０はカソードガス注入路８０
と流体連通するように形成され、出口４９０はカソード
ガス排出路９０と流体連通するように形成される。同様
に、入口５５０は冷却剤注入路１００と流体連通するよ
うに形成され、出口５６０は冷却剤排出路１１０と流体
連通するように形成される。
【００７４】膜電極接合体を形成する方法は公知であ
り、例えば、本願に援用される米国特許第５，２１１，
９８４号に記載されている。他の実施形態では、ＣＯフ
ィルタ５０またはＣＯフィルタ２１０内のＭＥＡ１２０
は、アノードガスとＭＥＡのアノードとの間の接触表面
積を最大にする他の構成で形成され得る。ＣＯフィルタ
はＭＥＡのカソードと異なる基準電極を使用してもよ
い。基準電極はフィルタの外部にあってもよい。基準電
極はＲＨＥ以外でもよい。
り、例えば、本願に援用される米国特許第５，２１１，
９８４号に記載されている。他の実施形態では、ＣＯフ
ィルタ５０またはＣＯフィルタ２１０内のＭＥＡ１２０
は、アノードガスとＭＥＡのアノードとの間の接触表面
積を最大にする他の構成で形成され得る。ＣＯフィルタ
はＭＥＡのカソードと異なる基準電極を使用してもよ
い。基準電極はフィルタの外部にあってもよい。基準電
極はＲＨＥ以外でもよい。
【００７５】一般に、少なくとも１つの吸着電位はアノ
ード上のＣＯ吸着を最大限にする任意の電位であり得
る。また、少なくとも１つの酸化電位はＣＯを酸化させ
るのに十分な任意の電位であり得る。ＣＯフィルタはそ
のＭＥＡを少なくとも２つの電位間において周期的に変
化させ得る。例えば、燃料電池システムは、アノードガ
ス供給源とＣＯフィルタとの間にＣＯセンサを備えても
よい。燃料電池システムの効率を最大限にするために、
ＣＯフィルタの吸着／酸化電位及び周期プロフィール
は、ＣＯ濃度、アノードガス流量、燃料電池に対するＣ
Ｏ耐性、及び電力出力のような作動パラメータの関数と
して調整され得る。
ード上のＣＯ吸着を最大限にする任意の電位であり得
る。また、少なくとも１つの酸化電位はＣＯを酸化させ
るのに十分な任意の電位であり得る。ＣＯフィルタはそ
のＭＥＡを少なくとも２つの電位間において周期的に変
化させ得る。例えば、燃料電池システムは、アノードガ
ス供給源とＣＯフィルタとの間にＣＯセンサを備えても
よい。燃料電池システムの効率を最大限にするために、
ＣＯフィルタの吸着／酸化電位及び周期プロフィール
は、ＣＯ濃度、アノードガス流量、燃料電池に対するＣ
Ｏ耐性、及び電力出力のような作動パラメータの関数と
して調整され得る。
【００７６】ＣＯフィルタを１つだけ有する燃料電池シ
ステムにおいては、混合チャンバ２７５も使用され得
る。上述した燃料電池システムは、燃料電池スタックの
下流に１つ以上のＣＯフィルタを備えることが可能であ
り、アノードガス排出路７０は該フィルタのアノードと
流体連通している。上述したＣＯフィルタを少なくとも
１つ作動させることによって、燃料電池システムからの
ＣＯの発生を低減または除去することが可能である。Ｃ
Ｏフィルタを燃料電池システムのカソード側に使用する
ことも可能である。
ステムにおいては、混合チャンバ２７５も使用され得
る。上述した燃料電池システムは、燃料電池スタックの
下流に１つ以上のＣＯフィルタを備えることが可能であ
り、アノードガス排出路７０は該フィルタのアノードと
流体連通している。上述したＣＯフィルタを少なくとも
１つ作動させることによって、燃料電池システムからの
ＣＯの発生を低減または除去することが可能である。Ｃ
Ｏフィルタを燃料電池システムのカソード側に使用する
ことも可能である。
【００７７】
【発明の効果】本発明によれば、燃料電池システムにお
いて、触媒層に吸着し得る一酸化炭素の量を低減し、そ
れにより燃料電池または燃料電池スタックの性能を改善
するといった優れた効果を有する。
いて、触媒層に吸着し得る一酸化炭素の量を低減し、そ
れにより燃料電池または燃料電池スタックの性能を改善
するといった優れた効果を有する。
【図１】 本発明における燃料電池システムの実施形態
を示す部分概略図。
を示す部分概略図。
【図２】 本発明におけるＣＯフィルタの実施形態を示
す概略図。
す概略図。
【図３】 本発明における時間の関数としての電流の実
例を示す図。
例を示す図。
【図４】 本発明におけるＣＯフィルタの実施形態を示
す概略図。
す概略図。
【図５】 本発明における燃料電池システムの実施形態
を示す部分概略図。
を示す部分概略図。
【図６】 本発明における燃料電池の実施形態を示す部
分横断面図。
分横断面図。
【図７】 本発明におけるカソード流動域プレートの実
施形態を示す正面図。
施形態を示す正面図。
【図８】 本発明におけるアノード流動域プレートの実
施形態を示す正面図。
施形態を示す正面図。
【図９】 本発明における冷却剤流動域プレートの実施
形態を示す正面図。
形態を示す正面図。
２０…燃料電池システム、３０…燃料電池スタック、３
５…燃料電池、５０…電気化学セル、１３０…アノー
ド、１４０…カソード、１５０…電解質、１８０…電圧
源、４１５…膜電極接合体（ＭＥＡ）。
５…燃料電池、５０…電気化学セル、１３０…アノー
ド、１４０…カソード、１５０…電解質、１８０…電圧
源、４１５…膜電極接合体（ＭＥＡ）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バラスブラマニアン ラクシュマナン アメリカ合衆国 29208 サウスカロライ ナ州 コロンビア ユニバーシティ オブ サウスカロライナ スウェアリンゲン エンジニアリング センター ２ビー40 デパートメント オブ ケミカル エンジ ニアリング 内 (72)発明者 チョッカリンガム カルッパイアー アメリカ合衆国 12180 ニューヨーク州 トロイ デラウェア アベニュー 174 シー Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CX04 EE02 EE08 EE18 HH06 5H027 AA06 BA01 BA17 KK51 MM26
Claims (31)
- 【請求項１】 燃料ガス供給源と、 燃料ガス供給源と流体連通している電極を有する燃料電
池と、 電気化学セルであって、 カソード、 燃料ガス供給源及び燃料電池の電極と流体連通している
アノード、及び、カソード及びアノードと電気的に通じ
ている電解質とを有する電気化学セルと、 前記アノード及びカソードと電気的に通じており、かつ
前記カソードに対する前記アノードの電位を変化させる
ように適合された装置とを備える燃料電池システム。 - 【請求項２】 電解質が固体ポリマー電解質膜からなる
請求項１に記載の燃料電池システム。 - 【請求項３】 電気化学セルが、燃料ガス供給源と燃料
電池との間に位置する請求項１に記載の燃料電池システ
ム。 - 【請求項４】 燃料電池が、燃料ガス供給源と電気化学
セルとの間に位置する請求項１に記載の燃料電池システ
ム。 - 【請求項５】 燃料ガス供給源が、水素を含むガスを生
成することが可能である改質器である請求項１に記載の
燃料電池システム。 - 【請求項６】 電気化学セルが膜電極接合体として構成
されている請求項１に記載の燃料電池システム。 - 【請求項７】 電極を備える燃料電池と、 電気化学セルであって、 カソード、 燃料電池の電極と流体連通しているアノード、並びに、 前記カソード及びアノードと電気的に通じている電解質
を備える電気化学セルと、 電気化学セルのアノードと電気的に通じており、かつ該
アノードの電位を変化させるように適合された装置とを
備える燃料電池システム。 - 【請求項８】 電解質が固体ポリマーからなる請求項７
に記載の燃料電池システム。 - 【請求項９】 固体ポリマーがスルホン酸基を含む請求
項８に記載の燃料電池システム。 - 【請求項１０】 前記アノードが、ルテニウム、モリブ
デン及びイリジウムのうちから選択される材料からなる
請求項７に記載の燃料電池システム。 - 【請求項１１】 電気化学セルが、 カソードを構成する第１の触媒層、 アノードを構成する第２の触媒層、及び、 第１の触媒層と第２の触媒層との間に位置する固体電解
質を備える請求項７に記載の燃料電池システム。 - 【請求項１２】 第１のガス拡散層と、 第２のガス拡散層とをさらに備え、 第１の触媒層は、第１のガス拡散層と固体電解質との間
に位置し、かつ第２の触媒層は第２のガス拡散層と固体
電解質との間に位置する請求項１１に記載の燃料電池シ
ステム。 - 【請求項１３】 固体電解質が固体ポリマー電解質膜か
らなる請求項１１に記載の燃料電池システム。 - 【請求項１４】 第２の触媒層が、ルテニウム、モリブ
デン及びイリジウムのうちから選択される材料からなる
請求項１１に記載の燃料電池システム。 - 【請求項１５】 前記装置は前記カソードの電位に対す
る前記アノードの電位を制御するように適合されている
請求項７に記載の燃料電池システム。 - 【請求項１６】 前記カソードが基準水素電極として作
用することが可能である請求項１５に記載の燃料電池シ
ステム。 - 【請求項１７】 カソード、 燃料電池の電極と流体連通しているアノード、及び、 前記カソード及びアノードに電気的に通じている電解質
とを有する第２の電気化学セルをさらに備える請求項７
に記載の燃料電池システム。 - 【請求項１８】 第１の電気化学セルのカソードが、第
２の電気化学セルのカソードと流体連通している請求項
１７に記載の燃料電池システム。 - 【請求項１９】 前記アノード及び燃料電池の電極と流
体連通している混合チャンバをさらに備える請求項７に
記載の燃料電池システム。 - 【請求項２０】 前記アノードと流体連通している燃料
供給システムをさらに備える請求項７に記載の燃料電池
システム。 - 【請求項２１】 燃料供給システムが改質器からなる請
求項２０に記載の燃料電池システム。 - 【請求項２２】 燃料電池システムにおいてガス流を処
理する方法であって、 電気化学セルのアノードを流入ガス流に接触させること
と、 前記アノードの電位を変化させることとを備える方法。 - 【請求項２３】 前記アノードの電位を変化させること
が、電位を第１の電位と第２の電位の間で周期的に変化
させることからなる請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記電位を周期的に変化させること
が、時間の関数として行われる請求項２３に記載の方
法。 - 【請求項２５】 前記電位を周期的に変化させること
が、検知された電流の関数として行われる請求項２３に
記載の方法。 - 【請求項２６】 第１の電位は、一酸化炭素が前記アノ
ードに吸着するのに十分なレベルにあり、 第２の電位は、前記アノードが吸着した一酸化炭素を酸
化させるのに十分なレベルにある請求項２３に記載の方
法。 - 【請求項２７】 前記アノードの電位は、同アノードが
一酸化炭素を酸化させるのに十分である請求項２２に記
載の方法。 - 【請求項２８】 前記アノードの電位が、基準水素電極
に対してほぼゼロである請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２９】 前記アノードの電位は、電気化学セル
のカソードの電位に関して変化させられる請求項２２に
記載の方法。 - 【請求項３０】 流入ガス流を第２の電気化学セルのア
ノードと接触させることをさらに備える請求項２２に記
載の方法。 - 【請求項３１】 流入ガス流を混合することをさらに備
える請求項２２に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/736470 | 2000-12-13 | ||
| US09/736,470 US6517963B2 (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Carbon monoxide filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002208428A true JP2002208428A (ja) | 2002-07-26 |
Family
ID=24959991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001378596A Pending JP2002208428A (ja) | 2000-12-13 | 2001-12-12 | 燃料電池システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6517963B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002208428A (ja) |
| DE (1) | DE10161282A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005032605A (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Sony Corp | 一酸化炭素除去装置、燃料電池、及び燃料電池装置 |
| JP2010146744A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | Ｃｏ低減装置およびそれを用いた燃料電池システム |
| JP2021187735A (ja) * | 2020-05-26 | 2021-12-13 | インディアン オイル コーポレイション リミテッドIndian Oil Corporation Limited | Ｃｏ汚染された水素ガスでｐｅｍ燃料電池を動作させるための方法及び装置 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2786027B1 (fr) * | 1998-11-12 | 2006-04-28 | Commissariat Energie Atomique | Plaques bipolaires pour pile a combustible et pile a combustible comprenant ces plaques |
| CA2485971A1 (en) | 2002-05-13 | 2004-05-21 | Polyfuel, Inc. | Ion conductive block copolymers |
| US7354679B2 (en) * | 2002-05-13 | 2008-04-08 | Polyfuel, Inc. | Ion conductive random copolymers |
| AU2003237849B2 (en) | 2002-05-13 | 2009-07-02 | Polyfuel, Inc. | Sulfonated copolymer |
| US7306641B2 (en) * | 2003-09-12 | 2007-12-11 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Integral fuel cartridge and filter |
| KR101117631B1 (ko) | 2004-10-04 | 2012-02-29 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지 시스템 |
| JP4555169B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2010-09-29 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池及び燃料電池スタック |
| US8715868B2 (en) * | 2010-04-26 | 2014-05-06 | University Of South Carolina | Electrochemical removal of contaminants from hydrogen |
| CA3117964C (en) | 2016-04-21 | 2023-10-17 | Fuelcell Energy, Inc. | Molten carbonate fuel cell anode exhaust post-processing for carbon dioxide capture |
| WO2017189238A1 (en) | 2016-04-29 | 2017-11-02 | Fuelcell Energy, Inc. | Methanation of anode exhaust gas to enhance carbon dioxide capture |
| US11742508B2 (en) | 2018-11-30 | 2023-08-29 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Reforming catalyst pattern for fuel cell operated with enhanced CO2 utilization |
| CA3121538C (en) | 2018-11-30 | 2023-09-12 | Exxonmobile Research And Engineering Company | Method for producing electricity in a molten carbonate fuel cell |
| WO2020112804A1 (en) | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Cathode collector structures for molten carbonate fuel cell |
| CN114930589B (zh) | 2019-11-26 | 2025-05-30 | 埃克森美孚技术与工程公司 | 具有用于平行流动的外部歧管的燃料电池组件 |
| JP2023503995A (ja) | 2019-11-26 | 2023-02-01 | エクソンモービル・テクノロジー・アンド・エンジニアリング・カンパニー | 燃料電池モジュールのアセンブリおよびそれを使用するシステム |
| EP4118029B1 (en) | 2020-03-11 | 2025-11-05 | Fuelcell Energy, Inc. | Steam methane reforming unit for carbon capture |
| CN114377525B (zh) * | 2022-03-23 | 2022-05-31 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种用于燃料电池的氢气杂质净化装置 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4910099A (en) | 1988-12-05 | 1990-03-20 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Preventing CO poisoning in fuel cells |
| US5271916A (en) | 1991-07-08 | 1993-12-21 | General Motors Corporation | Device for staged carbon monoxide oxidation |
| US6010675A (en) | 1992-03-19 | 2000-01-04 | International Fuel Cells Corp. | Method of and apparatus for removing carbon monoxide from gaseous media |
| US5432021A (en) | 1992-10-09 | 1995-07-11 | Ballard Power Systems Inc. | Method and apparatus for oxidizing carbon monoxide in the reactant stream of an electrochemical fuel cell |
| US5316747A (en) | 1992-10-09 | 1994-05-31 | Ballard Power Systems Inc. | Method and apparatus for the selective oxidation of carbon monoxide in a hydrogen-containing gas mixture |
| GB2272430B (en) | 1992-11-11 | 1995-12-20 | Vickers Shipbuilding & Eng | Processing of fuel gases,in particular for fuel cells and apparatus therefor |
| GB9324101D0 (en) | 1993-11-23 | 1994-01-12 | Johnson Matthey Plc | Improved manufacture of electrodes |
| US5518705A (en) | 1994-08-22 | 1996-05-21 | Ballard Power Systems Inc. | Method and apparatus for the two-stage selective oxidation of carbon monoxide in a hydrogen-containing gas mixture |
| JP3840677B2 (ja) | 1994-11-02 | 2006-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池発電装置 |
| JPH0930802A (ja) | 1995-05-15 | 1997-02-04 | Toyota Motor Corp | 一酸化炭素濃度低減装置及びメタノール濃度低減装置並びに燃料改質装置 |
| US5604047A (en) * | 1995-06-23 | 1997-02-18 | Exxon Research And Engineering Company | Carbon monoxide removal method based on adsorption/steam desorption cycle |
| DE19544895C1 (de) * | 1995-12-01 | 1997-02-27 | Daimler Benz Ag | Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen Oxidation von Kohlenmonoxid |
| US5637415A (en) | 1996-08-30 | 1997-06-10 | General Motors Corporation | Controlled CO preferential oxidation |
| US6309769B1 (en) * | 2000-06-30 | 2001-10-30 | Plug Power Inc. | Carbon monoxide filter layer |
-
2000
- 2000-12-13 US US09/736,470 patent/US6517963B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-12-12 JP JP2001378596A patent/JP2002208428A/ja active Pending
- 2001-12-13 DE DE10161282A patent/DE10161282A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005032605A (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Sony Corp | 一酸化炭素除去装置、燃料電池、及び燃料電池装置 |
| JP2010146744A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | Ｃｏ低減装置およびそれを用いた燃料電池システム |
| JP2021187735A (ja) * | 2020-05-26 | 2021-12-13 | インディアン オイル コーポレイション リミテッドIndian Oil Corporation Limited | Ｃｏ汚染された水素ガスでｐｅｍ燃料電池を動作させるための方法及び装置 |
| JP7222023B2 (ja) | 2020-05-26 | 2023-02-14 | インディアン オイル コーポレイション リミテッド | Ｃｏ汚染された水素ガスでｐｅｍ燃料電池を動作させるための方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10161282A1 (de) | 2002-07-25 |
| US6517963B2 (en) | 2003-02-11 |
| US20020071977A1 (en) | 2002-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002208428A (ja) | 燃料電池システム | |
| AU740302B2 (en) | Electrocatalytic method and device for removing carbon monoxide from hydrogen-rich gas | |
| US6251534B1 (en) | Fuel cell cascade flow system | |
| US6309769B1 (en) | Carbon monoxide filter layer | |
| EP0810682B1 (en) | Fuel cells-based generator system and method of the same | |
| Williams et al. | Low temperature fuel cells: Interactions between catalysts and engineering design | |
| US6896792B2 (en) | Method and device for improved catalytic activity in the purification of fluids | |
| US6299996B1 (en) | Fuel cell system | |
| JP4395292B2 (ja) | 燃料電池用電極触媒、燃料電池および燃料電池システム | |
| US6630263B1 (en) | Fuel cell systems and methods | |
| US20030190518A1 (en) | Fuel cell | |
| US20020164507A1 (en) | Fuel cell power plant with electrochemical enhanced carbon monoxide removal | |
| JP2004521460A (ja) | 水素と酸化炭素を含むガスを供給して燃料電池を作動させるための方法、及びそれに関する装置 | |
| US6537690B1 (en) | Method of operating a fuel cell system | |
| JP3360485B2 (ja) | 燃料電池 | |
| US20030031916A1 (en) | Fuel cell electrode | |
| JP2006228553A (ja) | 燃料電池の運転方法 | |
| JP4168511B2 (ja) | 一酸化炭素を含む水素ガス中の一酸化炭素濃度を低減する装置およびそれを用いた燃料電池発電システム | |
| US20050136298A1 (en) | Methods of treating fuel cells and fuel cell systems | |
| JP3685136B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
| US7108930B2 (en) | Fuel cells | |
| CA2428200C (en) | Electrochemical process for oxidation of alkanes to alkenes | |
| CN100526212C (zh) | 氢制造方法和用于该方法的氢制造装置 | |
| JP5154043B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2007001852A (ja) | 独立型水素製造システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041210 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080729 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081224 |