JP2002539583A - 燃料電池用の水管理装置 - Google Patents
燃料電池用の水管理装置Info
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Abstract
Description
装置に関する。
れぞれの型式の燃料電池には、特定の設計が必要である。プロトン交換膜(PE
M)型燃料電池では、効果的な水の管理装置を備えることが必要である。PEM
型燃料電池は、それぞれの多孔質のカソード電極とアノード電極の間に閉じ込め
られた膜を備える。これらの電極は、保持プレート部材上に相対的に薄い触媒層
を備え、この触媒層は、プロトン交換膜のそれぞれの主要な表面の上に直接に、
または多孔質の保持プレートの上に、被覆されており、基体としても知られてい
る多孔質の保持部レートは、プロトン交換膜の主要な表面と接触している。これ
らのそれぞれのカソード電極触媒層とアノード電極触媒層とは、それぞれの電極
プレートとプロトン交換膜との間の界面に存在する。通常、燃料電池は、気体状
の燃料と酸化剤を、供給手段を通してアノード電極とカソード電極にそれぞれ供
給することにより、作動する。これらの供給手段は、燃料と酸化剤の気体を、そ
れぞれの電極の触媒化された層の表面に亘ってできるだけ均一に供給する。PE
M型燃料電池が作動する際に、触媒化されたアノード電極で生じる電気化学反応
によって、アノード電極において電子と水素イオンが生成する。電子は、外部の
負荷回路を通って触媒化されたカソード電極へ流れ、水素イオンは、膜を通って
触媒化されたカソード電極へ流れ、それらはそこで酸素と反応し、水を生成する
とともに、熱エネルギーを放出する。
置された複数の燃料電池セルを含む。分離プレートが、個々の燃料電池セルを隣
接する燃料電池セルから分離する。通常、これらのプレートは、多孔質でなく、
導電性で非透水性の分離装置である。しかしながら、本発明は、水を移動させる
ことができる微細な多孔質の構造を有する分離プレートを使用する。
素イオンがプロトン交換膜を通って移動する間に、このイオンは、アノード電極
側の水をひきずり、それをカソード電極側へ運ぶ。この作用によって、結果とし
て、いくつかの問題が生じる。カソード電極触媒層に水が蓄積し、カソード電極
の反応表面へ気体状の酸化剤が接近するのを妨げるので、それを防止するために
この水は除去する必要がある。第2に、水が枯渇することによってアノード電極
側が乾燥してしまうので、水を補給する手段が必要となる。
、カソード電極側からの水の除去とアノード電極側への水の補給は達成されない
ことが知られている。マッケルロイ(McElroy)に付与された米国特許第
4,729,932号、マイヤー(Meyer)に付与された米国特許第5,5
03,944号、クンツ(Kunz)に付与された米国特許第4,824,74
1号には、これらの原理を十分には実現していない燃料電池の設計が開示されて
いる。
中へ水が蒸発することによってばかりでなく、入口からの乾燥した酸化剤の気体
によって、カソード電極において過剰に水が失われることを挙げることができる
。即ち、これらの問題は、改善策を施さないと、膜の乾燥や水の不足になり得る
ので、水の補給が必要となる。いくつかの従来の燃料電池スタックの構成では、
スタックの外部の凝縮器を使用することで、この乾燥の問題を回避することが試
みられている。凝縮器は、周囲空気などの冷却媒体との熱交換によって、排出さ
れる空気の流れから水を凝縮させ、外部ループを経由してセルスタックに水を戻
す。このような方法では、燃料電池電力設備装置は、複雑になり、さらに、電力
設備の重量、体積が増加してしまう。セルの乾燥を防止するために、カソード電
極領域に供給される酸化剤の気体を加湿する同様の構成が、チョウ(Chow)
らに付与された米国特許第5,382,478号に知られており、この米国特許
では、セルスタックの外部で、または電気反応に使用されていないスタックの前
方部分で、加湿器が使用されている。外部の飽和器を使用するこのような加湿方
法では、酸化剤の気体を平均温度に飽和させることができるだけで、燃料電池ス
タックの個々の燃料電池セル内で生じる温度変化は考慮できない。
開示されている。例えば、ブレオー(Breault)に付与された米国特許第
4,345,008号には、電気化学反応を促進するために、電解質としてリン
酸を使用している電気化学的電池から電解質が喪失するのを抑制する装置が開示
されている。この電池は、酸化剤の気体の出口に凝縮ゾーンを備える。この濃縮
ゾーンには、触媒がないので、この濃縮ゾーンは、電池の電気化学的に不活性な
部分である。従って、凝縮ゾーンは、電池の活性な触媒を含む部分より低い温度
で作動する。さらに温度の低下を促進するために、凝縮ゾーンの領域で冷媒管の
密度を高めている。従って、酸化剤の気体が、凝縮ゾーンを通過し、それによっ
て、酸化剤の気体は冷却されて、この気体から電解質が凝縮する。電極基体は、
凝縮した電解質を吸収し、電池の活性部分に戻す。この燃料電池の設計には、セ
ルの乾燥を防止するための同様の加湿領域は含まれていない。この燃料電池は、
PEM型膜を使用していないので、入口の反応物の気体を水和する必要はない。
さらに、凝縮ゾーンで使用する冷媒管を形成する、より複雑な製造工程が必要で
ある。
97号には、固体高分子電解質型燃料電池スタックのための水管理装置が開示さ
れている。米国特許第4,769,297号では、水素反応物の流れを通して、
水が燃料電池スタックに供給され、この流れの中では、冷却するために蒸発する
水もあれば、スタックを通してセルからセルへ移動する水もある。電解質膜を通
してアノード電極からカソード電極へひきずられる結果として、さらに、スタッ
ク内の隣接する2つのセル間に介在する多孔質の分離プレートを介して、水が移
動する。カソード電極とアノード電極との間に維持される反応物圧力の差圧によ
って、多孔質の分離プレートを通って水が移動する。水が蒸発するアノード電極
保持プレートは、セルを冷却する作用を達成するのに十分大きな表面積を有する
。この装置では、燃料電池の作動中に水素の排出物から水を除去するために凝縮
器が使用されているが、酸素反応物の気体に水を供給または回収することは示さ
れていない。
加湿器を使用せずに、入口で酸化剤の気体と燃料の気体とを加湿し、出口で酸化
剤の気体を凝縮させる、PEM型燃料電池スタックに使用する水管理装置の必要
がある。
この機能を燃料電池冷媒装置に組み入れるものである。この装置は、それぞれの
電池セルごとに異なることもある速度で必要に応じて、効率的に水を、複数の電
池セル全体に亘ってさらに冷媒装置におよび冷媒装置から移動させるので、この
組み込みによって、周囲の圧力さらに始動および停止の条件で高電流密度作動を
取り扱うことのできる装置の運転、制御が実現される。
:1)水移動プレート(WTP)、2)二層膜、3)触媒層/膜表面からなる。
アノード電極では触媒/膜界面において、プロトンドラッグ(proton d
rag)により膜を通してまたは気体の流れへの蒸発によって失われた水に置き
換わるのに、さらには、アノード電極での反応に必要な燃料を供給するのに、十
分な量の水と燃料が必要である。本発明では、WTPが、全体が平面状の表面を
二層プレートに提供し、WTPは、相対湿度約100%まで飽和している入口の
流れの水によって増加される水源として作用する。触媒/膜表面に供給される水
は、蒸気または液体の形態をとり得る。冷媒装置に依存する水管理装置の能力は
、本質的にセル全体の要求を超えるので、供給速度は、常にセルの要求を満たす
ものである。さらに、それぞれのセルのWTPと触媒/膜表面の温度は、ほぼ等
しいので、この装置は、部分的に自己制御している。
せると同時に、加湿されたH2反応物を触媒に到達させる手段は、二層構成要素
である。通常の二層構成要素は、米国特許第5,561,000号に記載されて
いる。
要である。カソード電極触媒/膜表面の水は、2つの供給源、即ち、アノード電
極からのプロトンドラッグと、電気化学的なカソード電極での反応からの生成水
とに由来する。電流密度が増加するにつれ、触媒/膜表面での水量も比例して増
加する。この水が除去されなければ、触媒層で溢れるので、反応物の気体が、触
媒表面に到達するのが妨げられるため、セルの性能は低下する。反応物として純
O2の代わりに空気が使用される場合、問題はいっそう重大になる。現在の二層
構造では、二層のうちの微細な孔を有する層は、平均細孔径が約0.1.0μm
で、多孔度が50%で、疎水性なので、触媒/膜表面の水は、膜も液滴も形成す
ることができない。微細な孔は、表面から水を、より疎水性でなく、平均細孔径
が約20〜40μmで、多孔度が65〜75%である粗い孔を有する層の中へ押
しやる。粗い層は、親水性ですらあり得る。一旦、粗い孔を有する層の中に入る
と、水は、蒸気または液体としてWTPへ移動する。アノード電極の背面では、
水は、WTPの中へ移動し、そこでは、WTP全体の平面状の表面が、水を吸収
するのに利用できる。これによって、二層を横切って水が移動する距離が最小限
に抑えられるが、これは、高電流密度では決定的になり得る。さらに、それによ
って、セルの活性領域内での反応の均一性が向上する。
、水移動装置、などとして機能する。二層・膜装置と組み合わせると、WTPに
よって、水管理能力と冷却能力とが、スタック内のそれぞれのセルに組み込まれ
て、それによって、個々のセルについて冷却と水移動のための変形物が得られる
。二層プレートは、燃料電池を通して反応物、水、電流の移動を促進する手段と
して作用する。微細な孔を有する層が触媒層に直接隣接するとともに、粗い孔を
有する層がWTPに直接隣接するように、二層は、構成される。カソード電極側
では、微細な孔によって、水は、触媒層を水浸しにすることで反応物の気体の流
れを妨げ得るであろう液体膜を、確実に形成しなくなる。アノード電極側では、
蒸発/再凝縮過程により、主に蒸気相として防水層を通って水を移動させること
で、触媒へのH2の流れを妨げることなく、WTPから粗い孔を通して膜に水を
供給する手段が、微細な孔によって、得られる。粗い孔を有する層は、微細な孔
と関連して、より多くの液体または蒸気の水を移動させることができる開孔構造
として機能する一方、反応物の気体を微細な孔へ移動させるのに十分な開孔容積
を与える。上述した作動方法に加えて、作動の不調または異常さらには始動また
は停止の条件によって発生し得る水を気体分配溝から除去する手段が、3つの要
素からなる構成によって、さらに与えられる。
反応物の気体に与えるものであり、アノード電極に必要とされる水を供給し、カ
ソード電極触媒から水を除去するとともにアノード電極またはカソード電極のど
のような気体通路をも水が塞ぐのを防止する、PEM型燃料電池スタック用の改
良された水管理装置を提供することである。
善された方法を提供することである。
料電池装置の概略断面図を示す。装置10は、冷媒入口16と冷媒出口18とを
有する冷媒マニホールド14を備える燃料電池セル12を含む。冷媒15は、点
線で示される通路19を、冷媒入口16から冷媒出口18へ流れる。装置10は
、さらに、燃料入口22と燃料出口24とを有する燃料マニホールド20を備え
る。セル12を流れる燃料37は、冷媒用の通路19の流路と同様であるが、実
質的に反対方向に、通路39内の流路をたどる。マニホールド(図示せず)によ
って、通常空気である酸化剤の気体34が燃料電池セル12に供給されさらに排
出される通路が提供される。従って、燃料電池セル12は、間の通路29に空気
が流れる空気入口26と空気出口28とを備える。さらに、燃料電池セル12は
、加湿ゾーン30と凝縮ゾーン32とを備える。加湿ゾーン30と凝縮ゾーン3
2の両方とも、以下に、より詳細に説明するように、多孔質の分離プレートに位
置する。加湿ゾーン30は、燃料電池セル12に供給される燃料37と空気34
とを飽和させ、凝縮ゾーン32は、燃料電池セル12から排出される前に空気3
4から水を凝縮させる。
aとセル36bの断面図を示す。この説明のために、個別のセル36aを詳細に
説明するものとし、この説明が個別のセル36bにも同様に適用されることは理
解されるであろう。さらに、個別のセル36aは、主要な表面上にカソード電極
触媒層40aとアノード電極触媒層42aとを有するプロトン交換膜38aを含
む。さらに、セル36aは、アノード電極側に多孔質の二層保持プレート44a
を、カソード電極側に多孔質の二層保持プレート46aを備える。最後に、多孔
質の水移動プレート48a、50aが、これらの間に上述した構成要素を含むセ
ル36aの表面を形成する。図1に示すのと同様に、空気34は、多孔質の水移
動プレート50aのカソード電極側の入口26に供給され、出口28から排出さ
れる。同様に、燃料37は、入口22に供給され、通路39を通って、出口24
から排出される。好ましくは水の形態である冷媒15は、分離プレート50aを
通って流れ、出口28付近または近くでプレート50aに供給され、空気入口2
6付近を流れる。水素燃料と酸化剤(空気)との間の電気化学的反応の副生成物
として生成する水は、カソード電極から離れて多孔質の二層プレート46aを通
ってカソード電極水移動プレート50へ、さらに、隣接するセルのアノード電極
水移動プレート48bへ、そして、冷媒15の中へと移動する。
媒によって形成され、それによって、水移動プレート48、50から燃料の流れ
、空気の流れの中へ水が移動する。同様に、水は空気出口28付近で水移動プレ
ート50に供給されるので、このプレートは、この領域が最も低温であり、それ
によって、凝縮ゾーン32において排出される空気と熱交換が起こり、続いて、
排出される空気の流れから水が凝縮する。排出される空気の流れから凝縮した水
は、水移動プレート50の細孔構造に吸収され、冷媒の流れに再供給される。
の実施態様の図である。加湿ゾーン30と凝縮ゾーン32の代わりに、燃料電池
100は、加湿フィン150と凝縮フィン152とを備える。図3に示すように
、空気入口126と空気出口128の領域のフィン150、152は、燃料入口
ゾーンに沿う燃料のための補助加湿ゾーン151を備える。フィン150、15
2は、2つのスタックからなる燃料電池装置の隣接するスタック間に位置する周
囲空気マニホールドの中へ延びている。
、本発明の範囲から逸脱することなく、それに、さまざまな変更を行い得ること
は、当業者には理解されるであろう。
る加湿ゾーン、凝縮ゾーンの概略図。
た、より詳細な断面図。
Claims (9)
- 【請求項1】 第1の主要な面にアノード電極触媒層と第2の主要な面にカソ
ード電極触媒層とを有するプロトン交換膜と、 前記アノード電極触媒層に隣接して位置する第1の多孔質の保持プレートと
、 前記カソード電極触媒層に隣接して位置する第2の多孔質の保持プレートと
、 PEM構成要素の前記アノード電極触媒層との反応のために、燃料を前記第
1の多孔質の保持プレート中へ、さらにそこを通り抜け、そこから出るように導
く第1の手段と、 酸化剤の気体入口と酸化剤の気体出口とを備え、さらに、前記カソード電極
触媒層との第2の反応のために、酸化剤の気体を前記第2の多孔質の保持プレー
ト中へ、さらにそこを通り抜け、そこから出るように導く第2の手段と、 水の入口と水の出口とを備え、さらに、燃料電池を冷却するために、水を前
記第2の多孔質の保持プレート中へ、さらにそこを通り抜け、そこから出るよう
に導く第3の手段と、 前記酸化剤の気体に水分を付加するために前記酸化剤の気体入口で前記酸化
剤の気体を加湿する手段と、 前記水を補給するために前記酸化剤の気体から水分を除去するように前記酸
化剤の気体出口で前記酸化剤の気体を冷却する手段と、 を備えることを特徴とするPEM型燃料電池用の水管理装置。 - 【請求項2】 前記第1、第2、第3の導く手段は、燃料通路、酸化剤の気体
通路、冷媒通路とを含み、飽和させる手段は、前記酸化剤の気体を飽和させるた
めに、前記酸化剤の気体入口を通って供給される前記酸化剤の気体を冷媒と接触
させて配置するように、前記冷媒通路に前記酸化剤の気体入口を備え、冷却・凝
縮する手段は、前記酸化剤の気体から水を凝縮させるために、前記酸化剤の気体
出口を通って排出される前記酸化剤の気体を前記冷媒と接触させて配置するよう
に、前記酸化剤の気体出口を前記冷媒通路で冷媒入口に配置することを特徴とす
る請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 前記第2の多孔質のプレートは、前記水を補給するために前記
冷媒を吸収することを特徴とする請求項2記載の装置。 - 【請求項4】 前記酸化剤の気体入口で前記酸化剤の気体に水を移動する手段
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項5】 前記移動する手段は、前記第2の多孔質のプレートと前記酸化
剤の気体との間に位置する冷媒移動プレートを備えることを特徴とする請求項4
記載の装置。 - 【請求項6】 前記第1、第2、第3の導く手段は、燃料通路、酸化剤の気体
通路、冷媒通路とを含み、前記酸化剤の気体に対して水を加湿・凝縮させる手段
は、前記第2の多孔質の保持プレートから延びるフィンを備え、前記フィンは、
前記酸化剤の気体入口を通って供給される前記酸化剤の気体を前記フィンと接触
させて配置するように、前記酸化剤の気体入口と前記酸化剤の気体出口の領域に
位置することを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項7】 前記第2の多孔質のプレートは、前記冷媒を前記フィンに運ぶ
手段を備えることを特徴とする請求項6記載の装置。 - 【請求項8】 前記装置は、外部酸化剤マニホールドをさらに備え、前記フィ
ンは、前記外部マニホールドの中へ延びることを特徴とする請求項7記載の装置
。 - 【請求項9】 前記第1、第2、第3の導く手段は、燃料通路、酸化剤の気体
通路、冷媒通路とを含み、凝縮手段は、冷媒入口の領域で前記第2の多孔質の保
持プレートから延びるフィンを備え、前記フィンは、冷媒を備え、さらに前記フ
ィンは、前記酸化剤の気体から水を凝縮させるために、前記酸化剤の気体出口を
通って排出される前記酸化剤の気体を前記冷媒と接触させて配置するように、前
記酸化剤の気体出口の領域に位置することを特徴とする請求項1記載の装置。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004241367A (ja) * | 2002-06-28 | 2004-08-26 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP2005514749A (ja) * | 2001-12-28 | 2005-05-19 | ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー | 受動水管理燃料電池 |
JP2005532663A (ja) * | 2002-07-09 | 2005-10-27 | インテリジェント エナジー リミテッド | 燃料電池直接水注入 |
JP2006216367A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Denso Corp | 燃料電池および燃料電池システム |
JP2007103373A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Gm Global Technology Operations Inc | 燃料電池システムにおける水質量の平衡方法 |
JP2009176490A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-08-06 | Toshiba Corp | 燃料電池および燃料電池用セパレータ |
WO2010107428A1 (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-23 | Utc Power Corporation | Fuel cell with purge manifold |
JP2013191433A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Toshiba Corp | 燃料電池スタックおよび燃料電池システム |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU3793301A (en) * | 1999-11-18 | 2001-05-30 | Proton Energy Systems, Inc. | High differential pressure electrochemical cell |
JP3698038B2 (ja) * | 2000-09-12 | 2005-09-21 | 日産自動車株式会社 | 固体高分子膜型燃料電池 |
DE10149059A1 (de) * | 2001-10-05 | 2003-05-08 | Daimler Chrysler Ag | Strömungsmodul und Brennstoffzelle mit einem solchen Strömungsmodul |
US6733915B2 (en) | 2001-12-27 | 2004-05-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Gas diffusion backing for fuel cells |
DE10217712A1 (de) * | 2002-04-20 | 2003-11-13 | Daimler Chrysler Ag | Elektrodenplatte mit Befeuchtungsbereich |
CN1300887C (zh) * | 2002-06-28 | 2007-02-14 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池 |
WO2004015805A2 (en) * | 2002-08-09 | 2004-02-19 | Proton Energy Systems, Inc. | Electrochemical cell support structure |
JP4130792B2 (ja) * | 2002-11-25 | 2008-08-06 | 本田技研工業株式会社 | 膜−電極構造体及びそれを用いる固体高分子型燃料電池 |
CA2458139A1 (en) * | 2003-02-20 | 2004-08-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell |
EP1469542A1 (en) * | 2003-04-09 | 2004-10-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell |
US7150929B2 (en) | 2004-12-29 | 2006-12-19 | Utc Fuel Cells, Llc | Fuel cell coolers with inverse flow and condensation zone |
US20060199061A1 (en) * | 2005-03-02 | 2006-09-07 | Fiebig Bradley N | Water management in bipolar electrochemical cell stacks |
WO2008076112A1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Utc Power Corporation | Variable fuel pressure control for a fuel cell |
US8978899B2 (en) * | 2007-08-01 | 2015-03-17 | Donaldson Company, Inc. | Fluoropolymer fine fiber |
US8268492B2 (en) * | 2007-11-30 | 2012-09-18 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell stack features for improved water management |
US8273501B2 (en) * | 2009-07-30 | 2012-09-25 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for hydrating a proton exchange membrane fuel cell |
WO2012145622A1 (en) | 2011-04-22 | 2012-10-26 | Sun Catalytix Corporation | Nanostructures, systems, and methods for photocatalysis |
KR101542970B1 (ko) | 2013-12-31 | 2015-08-07 | 현대자동차 주식회사 | 연료 전지 스택 |
NL2012138C2 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-29 | Voltea Bv | Apparatus for removal of ions from water and method of producing the same. |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0668896A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-11 | Fuji Electric Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池のセル構造 |
WO1996037005A1 (en) * | 1995-05-17 | 1996-11-21 | H Power Corporation | Plastic platelet fuel cells employing integrated fluid management |
JPH08321317A (ja) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
US5700595A (en) * | 1995-06-23 | 1997-12-23 | International Fuel Cells Corp. | Ion exchange membrane fuel cell power plant with water management pressure differentials |
JPH10312821A (ja) * | 1997-05-14 | 1998-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池システム |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4345008A (en) * | 1980-12-24 | 1982-08-17 | United Technologies Corporation | Apparatus for reducing electrolyte loss from an electrochemical cell |
US4729932A (en) * | 1986-10-08 | 1988-03-08 | United Technologies Corporation | Fuel cell with integrated cooling water/static water removal means |
US4769297A (en) * | 1987-11-16 | 1988-09-06 | International Fuel Cells Corporation | Solid polymer electrolyte fuel cell stack water management system |
US4824741A (en) * | 1988-02-12 | 1989-04-25 | International Fuel Cells Corporation | Solid polymer electrolyte fuel cell system with porous plate evaporative cooling |
US5176966A (en) * | 1990-11-19 | 1993-01-05 | Ballard Power Systems Inc. | Fuel cell membrane electrode and seal assembly |
US5382478A (en) * | 1992-11-03 | 1995-01-17 | Ballard Power Systems Inc. | Electrochemical fuel cell stack with humidification section located upstream from the electrochemically active section |
BE1008455A3 (nl) * | 1994-06-07 | 1996-05-07 | Vito | Gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt en werkwijze ter vervaardiging van dergelijke elektrode. |
US5773160A (en) * | 1994-06-24 | 1998-06-30 | Ballard Power Systems Inc. | Electrochemical fuel cell stack with concurrent flow of coolant and oxidant streams and countercurrent flow of fuel and oxidant streams |
RU2174728C2 (ru) * | 1994-10-12 | 2001-10-10 | Х Пауэр Корпорейшн | Топливный элемент, использующий интегральную технологию пластин для распределения жидкости |
US5503944A (en) * | 1995-06-30 | 1996-04-02 | International Fuel Cells Corp. | Water management system for solid polymer electrolyte fuel cell power plants |
US6103409A (en) * | 1998-02-10 | 2000-08-15 | General Motors Corporation | Fuel cell flooding detection and correction |
US5998058A (en) * | 1998-04-29 | 1999-12-07 | International Fuel Cells Corporation | Porous support layer for an electrochemical cell |
-
2000
- 2000-03-09 AU AU40071/00A patent/AU4007100A/en not_active Abandoned
- 2000-03-09 WO PCT/US2000/006107 patent/WO2000054350A1/en active Application Filing
- 2000-03-09 DE DE10084341T patent/DE10084341T1/de not_active Ceased
- 2000-03-09 JP JP2000604474A patent/JP4726301B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-02-08 US US10/071,626 patent/US6723461B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0668896A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-11 | Fuji Electric Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池のセル構造 |
WO1996037005A1 (en) * | 1995-05-17 | 1996-11-21 | H Power Corporation | Plastic platelet fuel cells employing integrated fluid management |
JPH08321317A (ja) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体高分子型燃料電池 |
US5700595A (en) * | 1995-06-23 | 1997-12-23 | International Fuel Cells Corp. | Ion exchange membrane fuel cell power plant with water management pressure differentials |
JPH10312821A (ja) * | 1997-05-14 | 1998-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池システム |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005514749A (ja) * | 2001-12-28 | 2005-05-19 | ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー | 受動水管理燃料電池 |
JP2004241367A (ja) * | 2002-06-28 | 2004-08-26 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP4706167B2 (ja) * | 2002-06-28 | 2011-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池 |
JP2005532663A (ja) * | 2002-07-09 | 2005-10-27 | インテリジェント エナジー リミテッド | 燃料電池直接水注入 |
JP2006216367A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Denso Corp | 燃料電池および燃料電池システム |
JP2007103373A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Gm Global Technology Operations Inc | 燃料電池システムにおける水質量の平衡方法 |
JP2009176490A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-08-06 | Toshiba Corp | 燃料電池および燃料電池用セパレータ |
WO2010107428A1 (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-23 | Utc Power Corporation | Fuel cell with purge manifold |
US10511032B2 (en) | 2009-03-18 | 2019-12-17 | Audi Ag | Fuel cell with purge manifold |
JP2013191433A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Toshiba Corp | 燃料電池スタックおよび燃料電池システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2000054350A1 (en) | 2000-09-14 |
DE10084341T1 (de) | 2002-04-25 |
US20020086195A1 (en) | 2002-07-04 |
AU4007100A (en) | 2000-09-28 |
US6723461B2 (en) | 2004-04-20 |
JP4726301B2 (ja) | 2011-07-20 |
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