JP2002367640A - Fuel cell system - Google Patents

Fuel cell system

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JP2002367640A
JP2002367640A JP2001168963A JP2001168963A JP2002367640A JP 2002367640 A JP2002367640 A JP 2002367640A JP 2001168963 A JP2001168963 A JP 2001168963A JP 2001168963 A JP2001168963 A JP 2001168963A JP 2002367640 A JP2002367640 A JP 2002367640A
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JP
Japan
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fuel cell
cooling water
ion removal
ion
removal filter
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Application number
JP2001168963A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Iwai
健 岩井
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the maintenance property of an ion removing filter installed to a fuel cell system. SOLUTION: For the fuel cell system having a fuel cell (17) and filters (6, 7) removing impurity ion contained in the water supplied to the fuel cell, an electrochemical filter composed of a cooling water phase side electrode (2) and an absorption phase side electrode (4) having and an ion absorption phase (3), is used as the ion removing filter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システ
ム、特に冷却水の不純物除去フィルタを備えた固体高分
子型燃料電池システムの改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to an improvement in a polymer electrolyte fuel cell system provided with a filter for removing impurities from cooling water.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の環境問題、特に自動車の排出ガス
による大気汚染や二酸化炭素による地球温暖化の観点か
ら優れた排気性能及び高効率のエネルギ変換を可能とす
る燃料電池を動力源とした燃料電池車両が注目されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, in view of environmental problems, particularly from the viewpoints of air pollution due to exhaust gas from automobiles and global warming due to carbon dioxide, excellent exhaust performance and a fuel using a fuel cell as a power source capable of highly efficient energy conversion. Battery vehicles are attracting attention.

【0003】燃料電池は、水素または水素リッチの改質
ガスと酸素を供給して電気化学反応を生じさせて化学エ
ネルギを電気エネルギに変換するエネルギ変換システム
である。
A fuel cell is an energy conversion system that supplies hydrogen or a hydrogen-rich reformed gas and oxygen to cause an electrochemical reaction to convert chemical energy into electric energy.

【0004】燃料電池は通常、適当な温度状態(80℃
前後)に維持されるように冷却水によって温度制御され
ており、また燃料電池を構成する固体高分子電解質膜の
湿潤状態を維持するために純度の高い純水を供給する必
要がある。このような課題を解決するシステムとして特
開2000−208157号公報に記載の燃料電池シス
テムがある。
[0004] Fuel cells are usually operated at an appropriate temperature (80 ° C).
The temperature is controlled by the cooling water so as to maintain the temperature (before and after), and it is necessary to supply pure water of high purity in order to maintain the wet state of the solid polymer electrolyte membrane constituting the fuel cell. As a system for solving such a problem, there is a fuel cell system described in JP-A-2000-208157.

【0005】図6を用いてその構成を説明すると、燃料
電池51には水タンク52からポンプ54の作動によっ
て配管53から純水が供給される。燃料電池を冷却した
冷却水は燃料電池51から排出され、ラジエータのよう
な熱交換器55によって冷却された後、水タンク52に
回収される。
Referring to FIG. 6, the fuel cell 51 is supplied with pure water from a water tank 52 through a pipe 53 by the operation of a pump 54. The cooling water that has cooled the fuel cell is discharged from the fuel cell 51, cooled by a heat exchanger 55 such as a radiator, and then collected in a water tank 52.

【0006】配管53の途中には冷却水中の導電性イオ
ンを除去するためのイオン交換樹脂を内部に収装したイ
オン除去フィルタ56が設置されている。
In the middle of the pipe 53, there is provided an ion removal filter 56 containing an ion exchange resin for removing conductive ions in the cooling water.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このイ
オン除去フィルタ56はイオン交換樹脂に所定量のイオ
ンが吸着するとイオン除去能力が低下するために定期的
にイオン交換樹脂を交換したり、メンテナンスを行う必
要があった。
However, when a predetermined amount of ions is adsorbed on the ion-exchange resin, the ion-removal filter 56 has a reduced ion-removing ability. Therefore, the ion-exchange resin is periodically replaced or maintenance is performed. Needed.

【0008】そこで本発明の目的は、上記問題点を解決
する燃料電池システムを提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel cell system which solves the above problems.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、燃料電池
と、燃料電池に供給される冷却水中の不純物イオンを除
去するフィルタとを備える燃料電池システムにおいて、
イオン除去フィルタとして冷却水相側の電極とイオン吸
着相を備えた吸着相側電極からなる電気化学式フィルタ
を用いる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system including a fuel cell and a filter for removing impurity ions in cooling water supplied to the fuel cell.
As an ion removal filter, an electrochemical filter including an electrode on the cooling water phase side and an adsorption phase side electrode having an ion adsorption phase is used.

【0010】第2の発明は、第1の発明において、前記
イオン除去フィルタを複数直列に配置する。
In a second aspect based on the first aspect, a plurality of the ion removal filters are arranged in series.

【0011】第3の発明は、第1の発明において、前記
イオン除去フィルタを複数並列に配置する。
[0011] In a third aspect based on the first aspect, a plurality of the ion removal filters are arranged in parallel.

【0012】第4の発明は、第2または3の発明におい
て、前記イオン除去フィルタに与える電位差を異ならせ
る。
In a fourth aspect based on the second or third aspect, the potential difference applied to the ion removal filter is made different.

【0013】第5の発明は、第2から4のいずれか一つ
の発明において、前記イオン除去フィルタに与える電位
差の方向を異ならせる。
In a fifth aspect based on any one of the second to fourth aspects, the direction of the potential difference applied to the ion removal filter is changed.

【0014】第6の発明は、第1から5のいずれか一つ
の発明において、冷却水の導電率を検出する手段と、前
記イオン除去フィルタの下流に設けられ、冷却水を外部
に排出する経路と燃料電池に供給する経路とに切換える
制御弁と、前記導電率検出手段が検出した導電率に基づ
いて、イオン除去フィルタの電位差の方向と前記制御弁
を切換えを制御する制御手段とを備える。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, means for detecting the conductivity of the cooling water, and a path provided downstream of the ion removal filter for discharging the cooling water to the outside. A control valve for switching to a path for supplying the fuel to the fuel cell; and control means for controlling switching of the control valve based on the conductivity detected by the conductivity detection means.

【0015】第7の発明は、第6の発明において、前記
制御手段は、冷却水の導電率が所定値に達した時に前記
イオン除去フィルタの電位差の方向を逆転し、かつ冷却
水を外部に排出するように制御弁を切換える。
In a seventh aspect based on the sixth aspect, the control means reverses the direction of the potential difference of the ion removal filter when the conductivity of the cooling water reaches a predetermined value, and sends the cooling water to the outside. Switch control valve to discharge.

【0016】第8の発明は、第1から7のいずれか一つ
の発明において、前記イオン除去フィルタに印加する電
位差を燃料電池から供給する。
In an eighth aspect based on any one of the first to seventh aspects, a potential difference applied to the ion removal filter is supplied from a fuel cell.

【0017】[0017]

【発明の効果】第1の発明では、燃料電池システムにお
いて、冷却水相側の電極とイオン吸着相を備えた吸着相
側電極からなる電気化学式フィルタのイオン除去フィル
タを用いたので、電極間に電位差を印加しているときの
み不純物イオンを冷却水中からイオン吸着相へ吸着、除
去することができ、各電極の極性を逆転することで、イ
オン吸着相に吸着した不純物イオンを放出させることが
できるため、イオン除去フィルタを交換したり、メンテ
ナンスをしなくてもイオン除去能力を維持できる。
According to the first aspect of the invention, in the fuel cell system, the ion removal filter of the electrochemical filter including the cooling water phase side electrode and the adsorption phase side electrode having the ion adsorption phase is used. Impurity ions can be adsorbed to and removed from the ion-adsorbed phase from cooling water only when a potential difference is applied, and by inverting the polarity of each electrode, the impurity ions adsorbed on the ion-adsorbed phase can be released. Therefore, the ion removal capability can be maintained without replacing the ion removal filter or performing maintenance.

【0018】第2の発明では、イオン除去フィルタを複
数直列に配置したので、効率よく冷却水中の不純物イオ
ンを除去することができる。
In the second aspect, since a plurality of ion removal filters are arranged in series, impurity ions in the cooling water can be efficiently removed.

【0019】第3の発明では、イオン除去フィルタを複
数並列に配置したので、イオン除去フィルタでの圧力損
失を低減することができる。
In the third aspect, since a plurality of ion removal filters are arranged in parallel, the pressure loss in the ion removal filters can be reduced.

【0020】第4の発明では、イオン除去フィルタに与
える電位差を異ならせたので、イオン除去フィルタに印
加する電位差を制御することによって除去する不純物イ
オンの種類を選択できる。具体的には、電位差が大きい
程、より親水性の強い不純物イオンをイオン吸着相が取
り込み、濃縮することができ、小さい場合には親水性の
弱い不純物イオンを除去できる。
In the fourth aspect, since the potential difference applied to the ion removal filter is made different, the type of impurity ions to be removed can be selected by controlling the potential difference applied to the ion removal filter. Specifically, as the potential difference is larger, impurity ions having higher hydrophilicity can be taken in and concentrated by the ion-adsorbed phase, and when the potential difference is smaller, impurity ions having lower hydrophilicity can be removed.

【0021】第5の発明では、イオン除去フィルタに与
える電位差の方向を異ならせたので、冷却水中の不純物
陽イオンと陰イオンとを同時に除去することができる。
In the fifth aspect, since the direction of the potential difference applied to the ion removal filter is made different, impurity cations and anions in the cooling water can be removed at the same time.

【0022】第6、7の発明では、冷却水の導電率検出
手段と、イオン除去フィルタの下流に設けられ、冷却水
を外部に排出する経路と燃料電池に供給する経路とに切
換える制御弁とを設け、検出した導電率に基づいて、冷
却水の導電率が所定値に達した時にイオン除去フィルタ
の電位差の方向を逆転し、かつ冷却水を外部に排出する
ように制御弁を切換えるように制御するので、イオン除
去フィルタのメンテナンスフリーを実現することができ
る。
According to the sixth and seventh aspects of the invention, the conductivity detecting means for the cooling water, the control valve provided downstream of the ion removal filter and switching between a path for discharging the cooling water to the outside and a path for supplying the fuel cell to the fuel cell are provided. Based on the detected conductivity, when the conductivity of the cooling water reaches a predetermined value, the direction of the potential difference of the ion removal filter is reversed, and the control valve is switched so as to discharge the cooling water to the outside. Since the control is performed, maintenance-free operation of the ion removal filter can be realized.

【0023】第8の発明では、イオン除去フィルタ用と
しての電源を新たに設置しなくても、イオン除去フィル
タに印加する電位差を供給できる。
According to the eighth aspect, the potential difference applied to the ion removal filter can be supplied without newly installing a power supply for the ion removal filter.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明のイオン除去フィル
タを添付図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an ion removing filter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0025】図1は本発明の第1の実施形態のイオン除
去フィルタを説明するものであり、その構成は、2個の
絶縁ブロック1間に水相側電極2とイオン吸着相3を固
定した吸着相側電極4を挟み込み、さらに水相側電極2
とイオン吸着相3との間に燃料電池の冷却水を流通させ
る。
FIG. 1 illustrates an ion removal filter according to a first embodiment of the present invention, in which an aqueous phase electrode 2 and an ion adsorption phase 3 are fixed between two insulating blocks 1. The aqueous phase side electrode 2 is sandwiched between the adsorption phase side electrode 4
The cooling water of the fuel cell is caused to flow between the fuel cell and the ion adsorption phase 3.

【0026】吸着相側電極4に固定されたイオン吸着相
3は、各電極間に電位差を印加することによって冷却水
中の不純物イオンを吸着し、除去するものであり、例え
ば、ニトロベンゼンやジクロロエタンのような水と相互
に溶け合わないような溶媒にポリ塩化ビニル(PVC)
等を添加してゲル状にしたものである。
The ion-adsorbed phase 3 fixed to the electrode 4 on the adsorbed phase adsorbs and removes impurity ions in the cooling water by applying a potential difference between the electrodes. Polyvinyl chloride (PVC) in a solvent that does not dissolve in clean water
And the like to form a gel.

【0027】例えば、水相側電極2が+、吸着相側電極
4が−となるように電位差を印加すると、冷却水中の不
純物陽イオンは冷却水中から冷却水とイオン吸着相3と
の界面を通過してイオン吸着層3に吸着される。
For example, when a potential difference is applied so that the aqueous phase side electrode 2 becomes + and the adsorption phase side electrode 4 becomes-, the impurity cations in the cooling water form an interface between the cooling water and the ion adsorption phase 3 from the cooling water. It passes and is adsorbed on the ion adsorption layer 3.

【0028】したがって、電極間に電位差を印加してい
るときのみ不純物イオンを冷却水中からイオン吸着相3
へ吸着、除去することができる。また各電極の極性を逆
転することで、イオン吸着相3に吸着した不純物イオン
を放出させることも、さらには放出されるイオンと反対
符号のイオンをイオン吸着層3に吸着させることも可能
である。つまり本発明のイオン除去は電気化学式のイオ
ン除去フィルタである。
Therefore, the impurity ions are removed from the cooling water only when the potential difference is applied between the electrodes.
Can be adsorbed and removed. In addition, by reversing the polarity of each electrode, it is possible to release the impurity ions adsorbed on the ion-adsorbed phase 3 and to adsorb ions having the opposite sign to the released ions on the ion-adsorbed layer 3. . That is, the ion removal of the present invention is an electrochemical type ion removal filter.

【0029】図2は燃料電池システムに本発明のイオン
除去フィルタを用いた構成を示すもので、燃料電池を冷
却する冷却水循環経路5から分岐した冷却水経路に複数
のイオン除去フィルタ6、7を直列に配置し、イオン除
去フィルタ7の下流に水排出バルブ8を配し、冷却水の
冷却水循環経路5への供給及び外部への排出を制御す
る。水排出バルブ8はイオン除去フィルタ6の上流に設
置された伝導度センサ9によって検出される冷却水の導
電率に応じて、例えば、導電率が所定値以上のときに冷
却水を外部に排出するために開放される。なお冷却水の
導電率を検出する伝導度センサ9は、冷却水の導電率を
検出できる手段であればいかなる手段であってもよい。
さらにはイオン除去フィルタは必ずしも冷却水循環経路
5から分岐して設ける必要はなく、冷却水循環経路5に
直接設けることも可能である。
FIG. 2 shows a configuration using the ion removal filter of the present invention in a fuel cell system. A plurality of ion removal filters 6 and 7 are provided in a cooling water path branched from a cooling water circulation path 5 for cooling the fuel cell. A water discharge valve 8 is disposed downstream of the ion removal filter 7 to control supply of cooling water to the cooling water circulation path 5 and discharge of the cooling water to the outside. The water discharge valve 8 discharges the cooling water to the outside according to the conductivity of the cooling water detected by the conductivity sensor 9 installed upstream of the ion removal filter 6, for example, when the conductivity is a predetermined value or more. Opened for. The conductivity sensor 9 for detecting the conductivity of the cooling water may be any means as long as it can detect the conductivity of the cooling water.
Further, the ion removal filter does not necessarily have to be provided branching from the cooling water circulation path 5, and may be provided directly in the cooling water circulation path 5.

【0030】このとき電位差の印加はイオン除去フィル
タ6、7を図中の破線で示すように直列に結線して印加
しても、また並列に結線してもよい。
At this time, the application of the potential difference may be performed by connecting the ion removing filters 6 and 7 in series as shown by the broken line in the figure or by connecting them in parallel.

【0031】ここでイオン除去フィルタ6、7に印加す
る電位差を制御することによって除去する不純物イオン
の種類を選択できる。具体的には、電位差が大きい程、
より親水性の強い不純物イオンをイオン吸着相3が取り
込み、濃縮することができる。本実施例のように複数の
イオン除去フィルタを直列に配置した場合には、例えば
上流側のイオン除去フィルタ6には小さな電位差を印加
して親水性の弱い不純物イオンを取り込み、下流側のイ
オン除去フィルタ7には大きな電位差を印加して親水性
の強い不純物イオンを取り込むようにすることで冷却水
中の不純物イオンを吸着層3に吸着させることができ
る。したがって、効率よく冷却水中の不純物イオンを除
去することができる。なお、このときイオン除去フィル
タの大きさを上流側と下流側で異ならせてもよい。
Here, the type of impurity ions to be removed can be selected by controlling the potential difference applied to the ion removal filters 6 and 7. Specifically, the larger the potential difference,
The ion adsorption phase 3 can take in impurity ions having higher hydrophilicity and concentrate them. When a plurality of ion removal filters are arranged in series as in the present embodiment, for example, a small potential difference is applied to the ion removal filter 6 on the upstream side to take in the weakly hydrophilic impurity ions, and the ion removal filter on the downstream side is removed. By applying a large potential difference to the filter 7 to take in highly hydrophilic impurity ions, the impurity ions in the cooling water can be adsorbed on the adsorption layer 3. Therefore, impurity ions in the cooling water can be efficiently removed. At this time, the size of the ion removal filter may be different between the upstream side and the downstream side.

【0032】図3に示す第2実施形態の構成は、燃料電
池を冷却する冷却水循環経路10から分岐した冷却水経
路に複数のイオン除去フィルタ11、12を並列に配置
し、イオン除去フィルタ11、12の下流に水排出バル
ブ13を配し、冷却水の冷却水循環経路10への供給及
び外部への排出を制御する。水排出バルブ13はイオン
除去フィルタ11、12の上流に設置された伝導度セン
サ14によって検出される冷却水の導電率に応じて、例
えば、導電率が所定値以上のときに冷却水を外部に排出
するために開放される。
In the configuration of the second embodiment shown in FIG. 3, a plurality of ion removal filters 11 and 12 are arranged in parallel in a cooling water path branched from a cooling water circulation path 10 for cooling the fuel cell. A water discharge valve 13 is arranged downstream of 12 to control supply of cooling water to the cooling water circulation path 10 and discharge of cooling water to the outside. The water discharge valve 13 sends the cooling water to the outside according to the conductivity of the cooling water detected by the conductivity sensor 14 installed upstream of the ion removal filters 11 and 12, for example, when the conductivity is a predetermined value or more. Opened for discharge.

【0033】このとき電位差の印加はイオン除去フィル
タ11、12を図中の破線で示すように直列に結線して
印加しても、また並列に結線してもよい。
At this time, the application of the potential difference may be performed by connecting the ion removing filters 11 and 12 in series as shown by the broken line in the figure or by connecting them in parallel.

【0034】このような構成によって、イオン除去フィ
ルタ11、12での圧力損失を低減することができる。
また、イオン除去フィルタ11、12に印加する電位差
を制御することによって除去する不純物イオンの種類を
選択できる。具体的には、電位差が大きい程、より親水
性の強い不純物イオンをイオン吸着相3が取り込み、濃
縮することができる。本実施例のように複数のイオン除
去フィルタを並列に配置した場合には、例えば低電位側
のイオン除去フィルタ11には小さな電位差を印加して
親水性の弱い不純物イオンを取り込み、高電位側のイオ
ン除去フィルタ12には大きな電位差を印加して親水性
の強い不純物イオンを取り込むようにすることで冷却水
中の不純物イオンを吸着層3に吸着させることができ
る。なお、このときイオン除去フィルタ11、12の大
きさを高電位側と低電位側で異ならせてもよい。
With such a configuration, the pressure loss in the ion removal filters 11 and 12 can be reduced.
Further, the type of impurity ions to be removed can be selected by controlling the potential difference applied to the ion removal filters 11 and 12. Specifically, as the potential difference is larger, the ion adsorption phase 3 can take in the more hydrophilic impurity ions and concentrate them. When a plurality of ion removal filters are arranged in parallel as in the present embodiment, for example, a small potential difference is applied to the ion removal filter 11 on the low potential side to take in impurity ions having weak hydrophilicity, and the ion removal filter 11 on the high potential side is taken in. By applying a large potential difference to the ion removal filter 12 to take in impurity ions having high hydrophilicity, the impurity ions in the cooling water can be adsorbed on the adsorption layer 3. At this time, the size of the ion removal filters 11 and 12 may be different between the high potential side and the low potential side.

【0035】さらに第1及び第2の実施形態において実
線で示すように、複数のイオン除去フィルタの電位差を
正電位差と逆電位差とすることで不純物陽イオン、不純
物陰イオンの両方を同時に除去することができる。
Further, as shown by the solid lines in the first and second embodiments, by setting the potential difference of the plurality of ion removal filters to a positive potential difference and a reverse potential difference, both impurity cations and impurity anions can be removed simultaneously. Can be.

【0036】図4に示す第3の実施形態は、第1または
2に示した実施形態に対してイオン除去フィルタに電位
差調整器15と、調整器を制御する制御器16を設けた
構成とした。なお、図では1つのイオン除去フィルタ6
のみを示したが、図2と3の構成のように複数の本実施
形態のイオン除去フィルタ直列または並列に配置しても
よい。
The third embodiment shown in FIG. 4 is different from the first or second embodiment in that a potential difference adjuster 15 and a controller 16 for controlling the adjuster are provided in the ion removal filter. . In the figure, one ion removal filter 6 is used.
Although only the configuration is shown, a plurality of ion removal filters of the present embodiment may be arranged in series or in parallel as in the configurations of FIGS.

【0037】この構成によりイオン除去フィルタ6のイ
オン除去吸着能力を伝導度センサ9が検出する冷却水中
の導電率によって制御装置16が判定し、冷却水の導電
率が基準値に達した時に水排出バルブ8とイオン除去フ
ィルタ6に備えた電位差調整器15を制御してイオン除
去フィルタ6に印加される電位差を切断あるいは逆転さ
せることで、イオン除去フィルタ6に取り込み凝縮した
不純物イオンを、水排出バルブ8を開放して冷却水とと
もに外部に排出することができる。したがって、イオン
除去フィルタ6の交換または再生を行う必要がなくメン
テナンスの簡略化を図ることができる。
With this configuration, the controller 16 determines the ion removal / adsorption capacity of the ion removal filter 6 based on the conductivity in the cooling water detected by the conductivity sensor 9, and discharges water when the conductivity of the cooling water reaches a reference value. By controlling or controlling the potential difference adjuster 15 provided in the valve 8 and the ion removing filter 6 to cut or reverse the potential difference applied to the ion removing filter 6, the impurity ions taken into the ion removing filter 6 and condensed are removed by a water discharge valve. 8 can be opened and discharged to the outside together with the cooling water. Therefore, there is no need to replace or regenerate the ion removal filter 6, and maintenance can be simplified.

【0038】図5に示した第4の実施形態は、イオン除
去フィルタ6の電位差を供給する電源として燃料電池ス
タック17から電位差を供給するように構成したもので
ある。ここでイオン除去フィルタ6と燃料電池スタック
17の間に極性や電位差の大きさを制御する極性コント
ロールユニット18を設置することで他の制御装置を設
置する必要はない。
In the fourth embodiment shown in FIG. 5, a potential difference is supplied from the fuel cell stack 17 as a power supply for supplying a potential difference of the ion removal filter 6. Here, by installing the polarity control unit 18 for controlling the polarity and the magnitude of the potential difference between the ion removal filter 6 and the fuel cell stack 17, there is no need to install another control device.

【0039】この構成とすることで、イオン除去フィル
タに必要な電源を設ける必要がなく、また複数の燃料電
池スタックのセルのうちの一つからイオン除去フィルタ
に電位差を供給しても通常は冷却水中の純度が適正範囲
に調整されているので、イオン除去フィルタ6には電流
がほとんど流れないので、前記セルの電圧が他のセルよ
り低くなることもない。したがって、燃料電池システム
としての効率を向上することができる。
With this configuration, it is not necessary to provide a power supply necessary for the ion removal filter, and even if a potential difference is supplied from one of the cells of the plurality of fuel cell stacks to the ion removal filter, cooling is usually performed. Since the purity in water is adjusted to an appropriate range, almost no current flows through the ion removal filter 6, so that the voltage of the cell does not become lower than other cells. Therefore, the efficiency of the fuel cell system can be improved.

【0040】本発明は、上記した実施形態に限定される
ものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざま
な変更がなしうることは明白である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is apparent that various modifications can be made within the technical idea of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のイオン除去フィルタの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an ion removal filter of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態としての燃料電池システ
ムにイオン除去フィルタを設置した構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram in which an ion removal filter is installed in the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention.

【図3】第2実施形態としての燃料電池システムにイオ
ン除去フィルタを設置した構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram in which an ion removal filter is installed in a fuel cell system according to a second embodiment.

【図4】第3実施形態としての燃料電池システムにイオ
ン除去フィルタを設置した構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram in which an ion removal filter is installed in a fuel cell system according to a third embodiment.

【図5】第4実施形態としての燃料電池システムにイオ
ン除去フィルタを設置した構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram in which an ion removal filter is installed in a fuel cell system according to a fourth embodiment.

【図6】従来技術を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁ブロック 2 水相側電極 3 イオン吸着相 4 吸着相側電極 5 冷却水循環経路 6 イオン除去フィルタ 7 イオン除去フィルタ 8 制御弁 9 伝導度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulation block 2 Water phase side electrode 3 Ion adsorption phase 4 Adsorption phase side electrode 5 Cooling water circulation path 6 Ion removal filter 7 Ion removal filter 8 Control valve 9 Conductivity sensor

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料電池と、 燃料電池に供給される冷却水中の不純物イオンを除去す
るフィルタとを備える燃料電池システムにおいて、 イオン除去フィルタとして冷却水相側の電極とイオン吸
着相を備えた吸着相側電極からなる電気化学式フィルタ
を用いることを特徴とする燃料電池システム。
1. A fuel cell system comprising: a fuel cell; and a filter for removing impurity ions in cooling water supplied to the fuel cell, wherein the adsorption water filter comprises an electrode on a cooling water phase side and an ion adsorption phase. A fuel cell system using an electrochemical filter comprising a phase-side electrode.
【請求項2】前記イオン除去フィルタを複数直列に配置
したことを特徴とする請求項1に記載の水蒸気改質反応
器。
2. The steam reforming reactor according to claim 1, wherein a plurality of said ion removing filters are arranged in series.
【請求項3】前記イオン除去フィルタを複数並列に配置
したことを特徴とする請求項1に記載の水蒸気改質反応
器。
3. The steam reforming reactor according to claim 1, wherein a plurality of said ion removal filters are arranged in parallel.
【請求項4】前記イオン除去フィルタに与える電位差を
異ならせたことを特徴とする請求項2または3に記載の
水蒸気改質反応器。
4. The steam reforming reactor according to claim 2, wherein a potential difference applied to the ion removal filter is made different.
【請求項5】前記イオン除去フィルタに与える電位差の
方向を異ならせたことを特徴とする請求項2から4のい
ずれか一つに記載の水蒸気改質反応器。
5. The steam reforming reactor according to claim 2, wherein the direction of the potential difference applied to the ion removal filter is made different.
【請求項6】冷却水の導電率を検出する手段と、 前記イオン除去フィルタの下流に設けられ、冷却水を外
部に排出する経路と燃料電池に供給する経路とに切換え
る制御弁と、 前記導電率検出手段が検出した導電率に基づいて、イオ
ン除去フィルタの電位差の方向と前記制御弁を切換えを
制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1
から5のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
6. A means for detecting the conductivity of cooling water, a control valve provided downstream of the ion removal filter and configured to switch between a path for discharging cooling water to the outside and a path for supplying cooling fuel to the fuel cell; 2. A control means for controlling a direction of a potential difference of an ion removal filter and switching of said control valve based on the conductivity detected by said rate detection means.
6. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】前記制御手段は、冷却水の導電率が所定値
に達した時に前記イオン除去フィルタの電位差の方向を
逆転し、かつ冷却水を外部に排出するように制御弁を切
換えることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池シス
テム。
7. The control means switches the control valve to reverse the direction of the potential difference of the ion removal filter when the conductivity of the cooling water reaches a predetermined value and to discharge the cooling water to the outside. The fuel cell system according to claim 6, wherein:
【請求項8】前記イオン除去フィルタに印加する電位差
を燃料電池から供給することを特徴とする請求項1から
7もいずれか一つに記載の燃料電池システム。
8. The fuel cell system according to claim 1, wherein a potential difference applied to the ion removal filter is supplied from a fuel cell.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005190705A (en) * 2003-12-24 2005-07-14 Denso Corp Fuel cell system
JP2010205541A (en) * 2009-03-03 2010-09-16 Toyota Boshoku Corp Cooling system of fuel cell
US11342571B2 (en) 2019-10-08 2022-05-24 Hyundai Motor Company Coolant control system and control method of fuel cell

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