JP2003068335A - 燃料電池発電システム - Google Patents

燃料電池発電システム

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JP2003068335A
JP2003068335A JP2001253440A JP2001253440A JP2003068335A JP 2003068335 A JP2003068335 A JP 2003068335A JP 2001253440 A JP2001253440 A JP 2001253440A JP 2001253440 A JP2001253440 A JP 2001253440A JP 2003068335 A JP2003068335 A JP 2003068335A
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hydrogen
fuel cell
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container
cell
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Application number
JP2001253440A
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Takanori Suzuki
貴紀 鈴木
Yoshikatsu Higuchi
義勝 樋口
Izuru Kanoya
出 鹿屋
Mitsuya Hosoe
光矢 細江
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 水素貯蔵器および燃料電池の発生熱を有効に
利用し得るようにした燃料電池発電システムを提供す
る。 【解決手段】 燃料電池発電システム１は，燃料電池３
と，その燃料電池３に水素を供給すべく水素吸蔵合金Ｍ
Ｈを有する水素貯蔵器６とを備えている。その水素貯蔵
器６は，燃料電池３との間に熱の授受を現出させるべ
く，その燃料電池３内に収容されている。水素吸蔵合金
への水素吸蔵過程でその合金が発熱すると、その発生熱
は燃料電池に伝播されて、その燃料電池が昇温し、起動
準備がなされる。また、熱の伝播は水素吸蔵合金の温度
上昇を抑えるので、合金の水素吸蔵が促進され、燃料電
池の昇温も進行する。水素吸蔵合金ＭＨはＭｇ系である
ことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池発電システ
ム，特に，燃料電池と，その燃料電池に水素を供給すべ
く水素吸蔵合金を有する水素貯蔵器とを備えたものの改
良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，この種の発電システムとしては，
燃料電池と水素貯蔵器とを別々に配設してその水素貯蔵
器から燃料電池に水素を供給するようにしたものが知ら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来例に
おいては水素貯蔵器から水素を放出させるために専用の
加熱装置を備えなければならず，コストおよび設置スペ
ース上の問題を生じた。また燃料電池および水素貯蔵器
の発生熱が有効に利用されていない，といった問題もあ
った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は，水素貯蔵器お
よび燃料電池の発生熱を有効に利用し，また水素貯蔵器
から水素を放出させるための専用の加熱装置を不要にし
た前記燃料電池発電システムを提供することを目的とす
る。
【０００５】前記目的を達成するため本発明によれば，
燃料電池と，その燃料電池に水素を供給すべく水素吸蔵
合金を有する水素貯蔵器とを備え，その水素貯蔵器は，
前記燃料電池との間に熱の授受を現出させるべく，その
燃料電池内に収容されている，燃料電池発電システムが
提供される。
【０００６】前記構成において，水素吸蔵合金への水素
吸蔵過程でその合金が発熱すると，その発生熱は燃料電
池に伝播されて，その燃料電池が昇温し，起動準備がな
される。一方，この熱の伝播は水素吸蔵合金の温度上昇
を抑制するので，その合金による水素の吸蔵が促進さ
れ，同時に前記同様に燃料電池の昇温も進行する。爾
後，水素貯蔵器の水素の充填が終了し，また燃料電池の
起動準備が終了する。
【０００７】水素貯蔵器内の水素圧は上昇しているの
で，貯蔵器の開閉弁を開くと水素が放出され，その水素
を燃料として燃料電池が起動し，次いで定常運転状態に
移行する。そして，今度は燃料電池の運転に伴う発生熱
が水素貯蔵器に伝播されるので，その水素貯蔵器から水
素が放出されて燃料電池の運転が続行される。
【０００８】
【発明の実施の形態】〔実施例Ｉ〕図１において，燃料
電池発電システム１は断熱ハウジング２を有し，その断
熱ハウジング２内に，燃料電池としての固体電解質型燃
料電池３が収容されている。燃料電池３は容器４と，そ
の容器４内に収容された複数，実施例では便宜上，３つ
の平板状第１〜第３セル５1 〜５3 とを有する。
【０００９】この発電システム１は，水素吸蔵合金ＭＨ
を有する水素貯蔵器６を備えており，その水素貯蔵器６
は燃料電池３の各セル５1 〜５3 に水素を供給する。水
素貯蔵器６は各セル５1 〜５3 との間に熱の授受を現出
させるべく，その燃料電池３の容器４内に収容されてい
る。
【００１０】各セル５1 〜５3 は固体電解質７と，その
固体電解質７を挟む空気極８および燃料極９と，それら
両極８，９を挟む第１，第２インターコネクタ１０1 ，
１０ 2 とよりなる。空気極８側の第１インターコネクタ
１０1 は，その空気極８との密着面に開口する複数の平
行な溝１１を有し，各溝１１に空気が供給される。また
燃料極９側の第２インターコネクタ１０2 は，その燃料
極９との密着面に開口し，且つ前記溝１１と交差する関
係の複数の平行な溝１２を有し，各溝１２に水素が供給
される。
【００１１】水素貯蔵器６は複数，実施例では便宜上，
第１〜第４貯蔵部６1 〜６4 に分割されており．各貯蔵
部６1 〜６4 は箱形器体１３を有し，その器体１３内に
水素吸蔵合金ＭＨが収納されている。水素吸蔵合金ＭＨ
としては大なる水素吸蔵量（例えば，７ｗｔ％以上）を
有するＭｇ系水素吸蔵合金が用いられる。これは以下の
実施例において同じである。第１，第２貯蔵部６1 ，６
2 は第１セル５1 を挟むように両インターコネクタ１０
1 ，１０2 の外側に配置され，また第３貯蔵部６3 は第
２貯蔵部６2 と協働して第２セル５2 を挟むべく第２イ
ンターコネクタ１０2 の外側に配置され，さらに第４貯
蔵部６4 は第３貯蔵部６3 と協働して第３セル５3 を挟
むべく第２インターコネクタ１０2 の外側に配置されて
いる。
【００１２】図２に明示するように，空気供給装置１４
から延出する第１供給管１５1 の空気導入マニホルド１
６が第１〜第３セル５1 〜５3 における各第１インター
コネクタ１０1 の空気導入口に接続され，一方，各第１
インターコネクタ１０1 の排気導出口に排気管１７の排
気マニホルド１８が接続される。また第１〜第４貯蔵部
６1 〜６4 の出口ｏに，第２供給管１５2 の一端側に存
する水素受容マニホルド１９が接続され，他端側に存す
る水素導入マニホルド２０が第１〜第３セル５ 1 〜５3
における各第２インターコネクタ１０2 の水素導入口に
接続される。
【００１３】第２供給管１５2 の水素受容マニホルド１
９および水素導入マニホルド２０間に，その水素受容マ
ニホルド１９側より順次，第１開閉弁２１1 ，水素冷却
用熱交換器２２，第２開閉弁２１2 およびエゼクタ２３
が装置される。各第２インターコネクタ１０2 の水素導
出口に第１戻し管２４1 の一端側に存する戻しマニホル
ド２５が接続され，その他端側はエゼクタ２３の吸込口
に接続される。
【００１４】水素貯蔵器６には，その第１〜第４貯蔵部
６1 〜６4 の水素吸蔵合金ＭＨに水素を吸蔵させるべ
く，次のような水素吸蔵装置２６が付設されている。即
ち，第３供給管１５3 の一端側が，圧縮水素を有する水
素供給源２７に接続され，その他端側に存する水素充填
マニホルド２８が第１〜第４貯蔵部６1 〜６4 の入口ｉ
に接続される。第３供給管１５3 の，水素供給源２７お
よび水素充填マニホルド２８間に第３開閉弁２１3 が装
置される。第２供給管１５2 の一部を共用すべく，その
供給管１５2 の，熱交換器２２および第２開閉弁２１2
間に第２戻し管２４2 の一端側が接続され，その第２戻
し管２４2 の他端側は第３供給管１５3 の，第３開閉弁
２１3 および水素充填マニホルド２８間に接続される。
第２戻し管２４2 に，熱交換器２２より順次，第４開閉
弁２１4 ，一方向弁２９および循環ポンプ３０が装置さ
れ，その一方向弁２９は水素供給源２７から第２供給管
１５ 2 側への直接的な水素の流れを阻止する。
【００１５】第１セル５1 の第２インターコネクタ１０
2 および第２セル５2 の第１インターコネクタ１０1 間
ならびに第２セル５2 の第２インターコネクタ１０2 お
よび第３セル５3 の第１インターコネクタ１０1 間がそ
れぞれ導線３１，３２により接続される。また第１セル
５1 の第１インターコネクタ１０1 に接続された導線３
３および第３セル５3 の第２インターコネクタ１０2 に
接続された導線３４が負荷３５に接続される。
【００１６】〔Ａ〕水素貯蔵器６の第１〜第４貯蔵部６
1 〜６4 への水素充填に当っては，第３，第１，第４開
閉弁２１3 ，２１1 ，２１4 を「開」，第２開閉弁２１
2 を「閉」にし，次いで循環ポンプ３０を作動させる。
水素供給源２７からの水素は第３供給管１５3 およびそ
の水素充填マニホルド２８を経て第１〜第４貯蔵部６ 1
〜６4 内に各入口ｉを通じて導入される。第１〜第４貯
蔵部６1 〜６4 内では水素吸蔵合金ＭＨによる水素の吸
蔵が行われ，吸蔵されなかった水素は循環ポンプ３０の
吸引力により水素吸蔵合金ＭＨ中より吸出され，第１開
閉弁２１1 および熱交換器２２を経て第２戻し管２４2
に至り，第４開閉弁２１4 ，一方向弁２９および循環ポ
ンプ３０を経て第３供給管１５3 に戻され，再び第１〜
第４貯蔵部６1 〜６4 に導入されて吸蔵に付される。
【００１７】第１〜第４貯蔵部６1 〜６4 における水素
吸蔵合金ＭＨの水素吸蔵過程ではその合金ＭＨが発熱
し，その発生熱は各器体１３を通じて第１〜第３セル５
1 〜５ 3 に伝播されて，それらセル５1 〜５3 を昇温
し，それらの起動準備がなされる。一方，この熱の伝播
は水素吸蔵合金ＭＨの温度上昇を抑制するので，その合
金ＭＨによる水素の吸蔵が促進され，同時に前記同様に
各セル５1 〜５3 の昇温も進行する。各貯蔵部６1 〜６
4 で吸蔵されなかった水素は，吸蔵による発生熱で加熱
されているが，その高温水素は熱交換器２２を通過する
とき熱を奪われて温度降下するので，次の吸蔵過程が支
障なく行われる。爾後，第１〜第４貯蔵部６ 1 〜６4 の
水素の充填が終了し，また第１〜第３セル５1 〜５3 の
起動準備が終了する。第１，第３，第４開閉弁２１1 ，
２１3 ，２１4 を「閉」，第２開閉弁２１2 を「開」に
した後循環ポンプ３０の作動を停止する。
【００１８】〔Ｂ〕各貯蔵部６1 〜６4 内の水素圧は上
昇しているので，第１開閉弁２１1を開くと水素が放出
され，その水素は，第２供給管１５2 ，したがって水素
受容マニホルド１９，第１開閉弁２１1 ，熱交換器２
２，第２開閉弁２１2 ，エゼクタ２３および水素導入マ
ニホルド２０を経た後第１〜第３セル５1 〜５3 の各第
２インターコネクタ１０2 内に導入されて，各溝１２を
流通する。一方，空気供給装置１４からの空気が第１供
給管１５1 の主管部およびその空気導入マニホルド１６
を経た後第１〜第３セル５1 〜５3 の各第１インターコ
ネクタ１０1 内に導入されて，各溝１１を流通する。こ
れにより第１〜第３セル５1 〜５3 が起動し，次いで定
常運転状態に移行する。そして，今度は第１〜第３セル
５1 〜５3の運転に伴う発生熱が第１〜第４貯蔵部６1
〜６4 に伝播されるので，それら貯蔵部６1 〜６4 から
水素が放出され，次いで熱交換器２２により冷却された
後第１〜第３セル５1 〜５3 に導入され，これにより各
セル５1 〜５3 の運転が続行される。
【００１９】各第２インターコネクタ１０2 の各溝１２
を流通した余剰水素は水素導出口，第１戻し管２４1 の
戻しマニホルド２５およびその主管部を経てエゼクタ２
３から第２供給管１５2 に戻される。また各第１インタ
ーコネクタ１０1 の各溝１１を流通した余剰空気および
空気極８で生じた水蒸気は，排気導出口，排気管１７の
排気マニホルド１８およびその主管部を経て外部に排出
される。
【００２０】〔Ｃ〕第１〜第３セル５1 〜５3 の運転を
停止させる場合は，第１，第２開閉弁２１1 ，２２2 を
「閉」にし，また空気供給装置１４の作動を停止させ
る。
【００２１】〔Ｄ〕前記のように，燃料電池３および水
素貯蔵器６を断熱ハウジング２内に収容すると，長期
間に亘り燃料電池３を起動可能温度以上に，また水素吸
蔵合金ＭＨを水素放出可能温度以上に保持することがで
き，発電システム始動に際し，エネルギを投入する必要
がなく，省エネルギー化を図ることができる，両部材
３，６によるヒートマスの増加により保温期間を延ばす
ことができる，燃料電池３を起動および作動温度まで
加熱する際に，放散する熱量を低減して省エネルギ化を
図ることができる，燃料電池３の低出力運転時の温度
低下を抑制し，全域で安定した発電が可能となる，発
電システム全体の温度が均一化されるため，ヒートスポ
ットの発生を防止して固体電解質７等の劣化を防ぎ，長
期間に亘り安定した発電を行うことが可能となる。
【００２２】〔Ｅ〕７０ｋＪ／ｍｏｌ−Ｈ2 といったよ
うに，大きな水素解離エネルギを持つＭｇ系水素吸蔵合
金を用いることによって，燃料電池３の発生熱のほとん
どを直接水素吸蔵合金ＭＨで吸熱することができるた
め，熱媒体循環システムを不要にして，発電システム全
体を小型，且つ簡素化することができる。また７ｗｔ％
以上（真密度基準の水素密度：０．１３ｇ−Ｈ2 ／c
m3 ）といったように大きな水素吸蔵量を持つＭｇ系水
素吸蔵合金ＭＨの全水素吸蔵量を使用することで，発電
システム全体を小型・軽量化することができる。さらに
燃料電池３の排熱を直接的に利用するようにしたので，
排熱の発生タイミングと量を水素吸蔵合金ＭＨの必要と
する水素解離熱量，すなわち吸熱レスポンスと量に完全
にリンクまたは比例させることができ，これにより，発
電システムの温度制御を著しく容易にし，温度調節シス
テムを簡略化することができる。さらにまた，急激に燃
料電池３の温度が上昇した場合，水素吸蔵合金ＭＨから
水素を急放出させて，燃料電池３の温度を自動的に下降
させることもできる。
【００２３】〔Ｆ〕具体例 固体電解質の構成材料として，Ｃｅ0.8 Ｓｍ0.2 Ｏ1.9
（以下，ＳＤＣと称す）を，また燃料極の構成材料とし
て，１０ｗｔ％ＳＤＣ−Ｎｉを，さらに空気極の構成材
料として，Ｓｍ0.5 Ｓｒ0.5 ＣｏＯ3 をそれぞれ選定し
た。
【００２４】１０ｗｔ％ＳＤＣ−Ｎｉ，ポリビニルア
ルコール（バインダ），セルロース（増孔剤）およびエ
タノール（溶媒）を混合して燃料極用スラリを調製し
た。そのスラリを用い，ドクタブレード法の適用下で
グリーンシートを成形し，次いでそのグリーンシートを
乾燥した。グリーンシートから縦横共に１５０mmの燃
料極用方形板を切出し，その方形板に１４５０℃，１時
間の焼結処理を施して板状燃料極を得た。板状燃料極
の一面にＳＤＣをスクリーン印刷して固体電解質用皮膜
を形成し，次いで，この印刷物に１４５０℃，６時間の
焼結処理を施して燃料極および固体電解質よりなる焼結
板を得た。その焼結板の固体電解質表面にＳｍ0.5 Ｓ
ｒ0.5 ＣｏＯ3 をスクリーン印刷して空気極用皮膜を形
成し，次いで，この印刷物に９５０℃，４時間の焼結処
理を施して空気極を形成し，次いで焼結板にトリミング
加工を施して縦，横共に１００mmの固体電解質−電極集
成体（ＭＥＡ）を得た。
【００２５】１０枚の前記集成体をそれぞれステンレス
鋼製第１，第２インターコネクタ１０1 ，１０2 により
挟んで１０個のセルを構成した。またステンレス鋼製器
体内に水素吸蔵合金として，水素吸蔵量が７．１ｗｔ％
のＭｇ系合金（例えば，Ｍｇ 98Ｎｉ2 ）を収納した１１
個の貯蔵部を有する水素貯蔵器を用意した。１０個のセ
ルと１１個の貯蔵部とを図１の場合と同様に，相隣る両
セル間に１つの貯蔵部が位置し，また両側にそれぞれ貯
蔵部が位置するように組合せ，これをステンレス鋼製容
器内に収容して固体電解質型燃料電池を構成した。さら
にこの燃料電池をステンレス製真空断熱ハウジング内に
収容し，また各種の配管および配線を行って燃料電池発
電システムを構成した。
【００２６】次いで，Ｍｇ系合金に水素を吸蔵させ，各
貯蔵部の温度が約３５０℃に達したとき水素吸蔵作業を
停止し，容器内の温度が約４００℃に上昇したとき，各
セルに水素および空気（酸化剤）を供給して発電を行っ
たところ，０．１２Ｗ／cm2の出力密度を確認すること
ができた。
【００２７】また発電を停止した後，２４時間経過後に
おける容器内の温度は３８５℃であり，この保温効果に
よって燃料電池の再起動を容易に行うことができた。
【００２８】〔実施例II〕図３〜９において，燃料電池
発電システム１は断熱ハウジング２を有し，その断熱ハ
ウジング２内に，燃料電池としての固体電解質型燃料電
池３が収容されている。燃料電池３は容器４と，その容
器４内の一室である水素室３６内に収容された複数，実
施例では便宜上，９つの円筒状第１〜第９セル主体部３
７1 〜３７ 9 とを有する。
【００２９】第１セル主体部３７1 は次のように構成さ
れている。即ち，その主体部３７1は，内部に空気通路
３８を持つ多孔性基体管３９と，その外周側に順次形成
された円筒状空気極８，円筒状固体電解質７および円筒
状燃料極９とを有する。各固体電解質７および各燃料極
９は，それらの母線方向に延びる割れ目４０，４１を有
し，固体電解質７の割れ目４０の最外側縁部に設けられ
て相対向する２つの凸条４２が燃料極９の割れ目４１に
嵌着されている。各固体電解質７の割れ目４０および両
凸条４２間に，空気極８に接続されたインターコネクタ
４４が嵌着され，またそのインターコネクタ４４と反対
側において，燃料極９の外周面に，その母線方向に延び
る導電体４５が固着されている。インターコネクタ４４
はステンレス鋼よりなり，また導電体４５はＮｉ，ステ
ンレス鋼等のフェルト状発泡体よりなる。
【００３０】第２〜第９セル主体部３７2 〜３７9 も前
記と同様の構造を有し，それら第１〜第９セル主体部３
７1 〜３７9 は，１つの水素室３６を共用することによ
って第１〜第９セル５1 〜５9 を構成する。
【００３１】水素室３６の相対向する両側壁内面にそれ
ぞれ集電体４６，４７が固着されており，一方の集電体
４６に第１セル主体部３７1 のインターコネクタ４４が
接続され，また導電体４５が第２セル主体部３７2 のイ
ンターコネクタ４４に接続される。また第２セル主体部
３７2 の導電体４５は第３セル主体部３７3 のインター
コネクタ４４に接続され，その第３セル主体部３７2 の
導電体４５は他方の集電体４７に接続される。このよう
な電気的接続構造は，列をなす第４〜第６セル主体部３
７4 〜３７6 および第７〜第９セル主体部３７7 〜３７
9 について同じである。
【００３２】この発電システム１は，水素吸蔵合金ＭＨ
を有する水素貯蔵器６を備えており，その水素貯蔵器６
は燃料電池３の水素室３６に水素を供給する。水素貯蔵
器６は各セル主体部３７1 〜３７9 との間に熱の授受を
現出させるべく，その燃料電池３の容器４内に収容され
ている。実施例における水素貯蔵器６は各セル主体部３
７1 〜３７9 内に設けられた９つの内在型貯蔵部６Ａ
と，各セル主体部３７1〜３７9 外に設けられた４つの
外在型貯蔵部６Ｂとよりなり，各内，外在型貯蔵部６
Ａ，６Ｂは，下端壁に入口ｉを，また上端壁に出口ｏを
それぞれ有する円筒状器体４８，４９と，両器体４８，
４９内にそれぞれ収納された水素吸蔵合金ＭＨとを有す
る。
【００３３】第１セル主体部３７1 において，内在型貯
蔵部６Ａの器体４８はその外周面に母線方向に延びる複
数の凸条５０を有し，その器体４８は各凸条５０の頂面
が多孔性基体管３９の内周面に密着するようにその管３
９に嵌合されていて，相隣る両凸条５０間が空気通路３
８となる。
【００３４】各外在型貯蔵部６Ｂは，第１，第２，第
４，第５セル主体部３７1 ，３７2 ，３７4 ，３７5 に
より囲まれる空間，第２，第３，第５，第６セル主体部
３７2，３７3 ，３７5 ，３７6 により囲まれる空間，
第４，第５，第７，第８セル主体部３７4 ，３７5 ，３
７7 ，３７8 により囲まれる空間および第５，第６，第
８，第９セル主体部３７5 ，３７6 ，３７8 ，３７9 に
より囲まれる空間にそれぞれ配置され，各燃料極９およ
び各器体４９間にはセラミック製絶縁体５１が介在す
る。
【００３５】第１セル主体部３７1 において，多孔性基
体管３９，空気極８，固体電解質７および燃料極９の長
さは等しい（インターコネクタ４４および導電体４５等
の長さは空気極８等より短い）が，内在型貯蔵部６Ａの
器体４８はそれらよりも長く，したがってその器体４８
の両端部側は第１セル主体部３７1 の両端面より突出し
ている。これは第２〜第９セル主体部３７2 〜３７9 に
おいて同じである。また外在型貯蔵部６Ｂの各器体４９
の長さは内在型貯蔵部６Ａの各器体４８の長さに等し
い。
【００３６】燃料電池３の容器４内は第１〜第４仕切り
板５２1 〜５２4 によって５室に区画されている。第１
仕切り板５２1 は，容器４の上部端板５３との間に放出
水素室５４を形成すべく，図６に明示するように各器体
４８，４９の端部を貫通させる二種の複数の挿通孔５
５，５６を有する。内在型貯蔵部６Ａの器体４８に対応
する挿通孔５５は器体４８の各凸条５０に嵌合する複数
の凹条５７を有し，この凹凸嵌合によって器体４８周り
の各空気通路３８の放出水素室５４への連通が遮断され
る。外在型貯蔵部６Ｂの器体４９に対応する挿通孔５６
は器体４９外周面に密着するように円形に形成されてい
る。各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂの出口ｏは放出水素
室５４にそれぞれ連通する。
【００３７】第２仕切り板５２2 は，第１〜第９セル主
体部３７1 〜３７9 の環状上端面に気密性を以て当接し
て第１仕切り板５２1 との間に空気室５８を形成すべ
く，図６に明示するように各器体４８，４９を貫通させ
る二種の複数の挿通孔５９，６０を有する。内在型貯蔵
部６Ａの器体４８に対応する挿通孔５９は器体４８の各
凸条５０頂面と密着するように円形に形成され，これに
より空気室５８が器体４８周りの各空気通路３８に連通
する。外在型貯蔵部６Ｂの器体４９に対応する挿通孔６
０は器体４９外周面に密着するように円形に形成されて
いる。
【００３８】第４仕切り板５２4 は，容器４の下部端板
６１との間に吸蔵水素室６２を形成すべく，図７に明示
するように第１仕切り板５２1 と同様に，各器体４８，
４９の端部を貫通させる二種の複数の挿通孔６３，６４
を有する。内在型貯蔵部６Ａの器体４８に対応する挿通
孔６３は器体４８の各凸条５０に嵌合する複数の凹条６
５を有し，この凹凸嵌合によって器体４８周りの各空気
通路３８の吸蔵水素室６２への連通が遮断される。外在
型貯蔵部６Ｂの器体４９に対応する挿通孔６４は器体４
９外周面に密着するように円形に形成されている。各
内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂの入口ｉは吸蔵水素室６２
にそれぞれ連通する。
【００３９】第３仕切り板５２3 は，第１〜第９セル主
体部３７1 〜３７9 の環状下端面に気密性を以て当接し
て第２仕切り板５２2 との間に前記水素室３６を形成す
ると共に第４仕切り板５２4 との間に排気室６６を形成
すべく，図８に明示するように各器体４８，４９を貫通
させる二種の複数の挿通孔６７，６８を有する。内在型
貯蔵部６Ａの器体４８に対応する挿通孔６７は器体４８
の各凸条５０頂面と密着するように円形に形成され，こ
れにより器体４８周りの各空気通路３８が排気室６６に
連通する。外在型貯蔵部６Ｂの器体４９に対応する挿通
孔６８は器体４９外周面に気密性を以て密着するように
円形に形成されている。
【００４０】図９に示すように，空気供給装置１４から
延出する第１供給管１５1 が空気室５８の入口に接続さ
れ，また排気室６６の出口に排気管１７が接続される。
放出水素室５４の出口および水素室３６上部の入口間が
第２供給管１５2 により接続され，その第２供給管１５
2 に，放出水素室５４側より順次，第１開閉弁２１1，
水素冷却用熱交換器２２，第２開閉弁２１2 およびエゼ
クタ２３が装置される。水素室３６下部の出口に第１戻
し管２４1 の一端側が接続され，その他端側はエゼクタ
２３の吸込口に接続される。
【００４１】水素貯蔵器６の各内，外在型貯蔵部６Ａ，
６Ｂに水素を吸蔵させるべく次のような水素吸蔵装置２
６が付設されている。即ち，第３開閉弁２１3 を有する
第３供給管１５3 の一端側が，圧縮水素を有する水素供
給源２７に接続され，その他端側が吸蔵水素室６２の入
口に接続される。第２供給管１５2 の一部を共用すべ
く，その供給管１５2 の，熱交換器２２および第２開閉
弁２１2 間に第２戻し管２４2 の一端側が接続され，そ
の第２戻し管２４2 の他端側は第３供給管１５3の，第
３開閉弁２１3 および吸蔵水素室６２の入口間に接続さ
れる。第２戻し管２４2 に，熱交換器２２側より順次，
第４開閉弁２１4 ，一方向弁２９および循環ポンプ３０
が装置され，その一方向弁２９は水素供給源２７から第
２供給管１５2 側への直接的な水素の流れを阻止する。
【００４２】図３に明示するように，両導線３３，３４
の一端が両集電体４６，４７にそれぞれ接続され，また
両導線３３，３４の他端が負荷３５にそれぞれ接続され
る。
【００４３】〔Ａ〕水素貯蔵器６の各内，外在型貯蔵部
６Ａ，６Ｂへの水素充填に当っては，第３，第１，第４
開閉弁２１3 ，２１1 ，２１4 を「開」，第２開閉弁２
１2を「閉」にし，次いで循環ポンプ３０を作動させ
る。水素供給源２７からの水素は第３供給管１５3 およ
び吸蔵水素室６２を経て各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂ
内に各入口ｉを通じて導入される。各内，外在型貯蔵部
６Ａ，６Ｂ内では水素吸蔵合金ＭＨによる水素の吸蔵が
行われ，吸蔵されなかった水素は循環ポンプ３０の吸引
力により水素吸蔵合金ＭＨ中より吸い出され，第１開閉
弁２１1 および熱交換器２２を経て第２戻し管２４2 に
至り，第４開閉弁２１4 ，一方向弁２９および循環ポン
プ３０を経て第３供給管１５3 に戻され，再び吸蔵水素
室６２より各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂに導入されて
吸蔵に付される。
【００４４】各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂにおける水
素吸蔵合金ＭＨの水素吸蔵過程ではその合金が発熱し，
各内在型貯蔵部６Ａの発生熱は器体４８を通じて各セル
主体部３７1 〜３７9 にその内側から直接的に伝播さ
れ，また各外在型貯蔵部６Ｂの発生熱は器体４９を通じ
て各セル主体部３７1 〜３７9 にその外側から伝播さ
れ，これにより各セル主体部３７1 〜３７9 が昇温して
第１〜第９セル５1 〜５9の起動準備がなされる。一
方，この熱の伝播は水素吸蔵合金ＭＨの温度上昇を抑制
するので，その合金ＭＨによる水素の吸蔵が促進され，
同時に前記同様に各セル主体部３７1 〜３７9 の昇温も
進行する。各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂで吸蔵されな
かった水素は，吸蔵による発生熱で加熱されているが，
その高温水素は熱交換器２２を通過するとき熱を奪われ
て温度降下するので，次の吸蔵過程が支障なく行われ
る。爾後，各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂの水素の充填
が終了し，また各セル５1 〜５9 の起動準備が終了す
る。第１，第３，第４開閉弁２１1 ，２１3 ，２１4 を
「閉」，第２開閉弁２１2 を「開」にした後循環ポンプ
３０の作動を停止する。
【００４５】〔Ｂ〕各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂおよ
び放出水素室５４内の水素圧は上昇しているので，第１
開閉弁２１1 を開くと水素が放出され，その水素は第２
供給管１５2 ，したがって第１開閉弁２１1 ，熱交換器
２２，第２開閉弁２１2 およびエゼクタ２３を経た後水
素室３６に導入されてそこを満たす。一方，空気供給装
置１４からの空気が第１供給管１５1 を経て空気室５８
に導入されてそこを満たすと共に各空気通路３８を流通
する。これにより各セル５1 〜５9 が起動し，次いで定
常運転状態に移行する。そして，今度は各セル５1 〜５
9 の運転に伴う発生熱が各内在型貯蔵部６Ａにはその外
周側から効率良く伝播され，また各外在型貯蔵部６Ｂに
も伝播されるので，各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂから
水素が放出され，次いで熱交換器２２により冷却された
後水素室３６に導入され，これにより各セル５1 〜５9
の運転が続行される。
【００４６】水素室３６の余剰水素は，その出口から第
１戻し管２４1 を経てエゼクタ２３より第２供給管１５
2 に戻される。また各空気通路３８を流通した余剰空気
および空気極８で生じた水蒸気は排気室６６および排気
管１７を経て外部に排出される。
【００４７】〔Ｃ〕各セル５1 〜５9 の運転を停止させ
る場合は，第１，第２開閉弁２１1，２１2 を「閉」に
し，また空気供給装置１４の作動を停止させる。
【００４８】〔Ｄ〕具体例 固体電解質７の構成材料として，Ｃｅ0.8 Ｓｍ0.2 Ｏ
1.9 （以下，ＳＤＣと称す）を，また燃料極９の構成材
料として，１０ｗｔ％ＳＤＣ−Ｎｉを，さらに空気極８
の構成材料として，Ｌａ0.6 Ｓｒ0.4 ＭｎＯ3 をそれぞ
れ選定した。
【００４９】カルシウム安定化ジルコニア粉末を用い
押出し成形を行うことによって多孔性基体管用成形管を
得た。成形管の外周面に，Ｌａ0.6 Ｓｒ0.4 ＭｎＯ3
をスラリーコート法により塗布して円筒状空気極用塗布
層を形成し，次いで，この積層管を乾燥し，その後，積
層管に１４００℃，２時間の焼結処理を施して多孔性基
体管３９および円筒状空気極８よりなる焼結管を得た。
その焼結管の外周面にＳＤＣをスラリーコート法によ
り塗布して割れ目４０等を持つ円筒状固体電解質用塗布
層を形成し，次いで，この積層管を乾燥し，その後積層
管に１４００℃，１０時間の焼結処理を施して多孔性基
体管３９，円筒状空気極８および円筒状固体電解質７よ
りなる焼結管を得た。その焼結管の外周面に１０ｗｔ
％ＳＤＣ−Ｎｉをスラリーコート法により塗布して，割
れ目４１を持つ円筒状燃料極用塗布層を形成し，次いで
この積層管を乾燥し，その後，積層管に１４００℃，２
時間の焼結処理を施して，多孔性基体管３９，円筒状空
気極８，円筒状固体電解質７および円筒状燃料極９より
なる，外径２０mm，長さ１ｍの焼結管を得た。この焼
結管にインターコネクタ４４および導電体４５を取付け
て第１セル主体部３７1 を得た。
【００５０】同様の方法で，第２〜第９セル主体部３７
2 〜３７9 を製造した。
【００５１】ステンレス鋼製器体４８内に，水素吸蔵合
金ＭＨとして，水素吸蔵量が７．３ｗｔ％のＭｇ系合金
（例えば，Ｍｇ99Ｎｉ0.7 Ｆｅ0.3 ）を収納した９つの
内在型貯蔵部６Ａを第１〜第９セル主体部３７1 〜３７
9 内にそれぞれ設置し，またステンレス鋼製器体４９内
に前記同様の水素吸蔵合金ＭＨを収納した４つの外在型
貯蔵部６Ｂを用意し，各セル主体部３７1 〜３７9 ，各
外在型貯蔵部６Ｂおよびステンレス鋼製容器４等を用い
て燃料電池３を構成し，またこの燃料電池３をステンレ
ス鋼製真空断熱ハウジング２内に収容し，また各種の配
管および配線を行って燃料電池発電システム１を構成し
た。
【００５２】次いで，Ｍｇ系合金に水素を吸蔵させ，各
内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂの温度が約３５０℃に達し
たとき水素吸蔵作業を停止し，容器４内の温度が約４０
０℃に上昇したとき，水素室３６および空気室５８に水
素および空気（酸化剤）をそれぞれ供給して発電を行っ
たところ，０．１Ｗ／cm2 の出力密度を確認することが
できた。
【００５３】また発電を停止した後，２４時間経過後に
おける容器４内の温度は３８５℃であり，この保温効果
によって燃料電池３の再起動を容易に行うことができ
た。
【００５４】〔実施例III 〕図１０〜１６において，燃
料電池発電システム１は断熱ハウジング２を有し，その
断熱ハウジング２内に，燃料電池としての固体電解質型
燃料電池３が収容されている。燃料電池３は容器４と，
その容器４内の一室である空気室５８内に収容された複
数，実施例では便宜上，９つの円筒状第１〜第９セル主
体部３７1 〜３７9 とを有する。
【００５５】第１セル主体部３７1 は次のように構成さ
れている。即ち，その主体部３７1は，内部に水素通路
６９を持つ円筒状燃料極９と，その外周側に順次形成さ
れた円筒状固体電解質７および円筒状空気極８とを有す
る。各固体電解質７および各空気極８は，それらの母線
方向に延びる割れ目４０，４１を有し，固体電解質７の
割れ目４０の最外側縁部に設けられて相対向する２つの
凸条４２が空気極８の割れ目４１に嵌着されている。各
固体電解質７の割れ目４０および両凸条４２間に，燃料
極９に接続されたインターコネクタ４４が嵌着され，ま
たそのインターコネクタ４４と反対側において，空気極
８の外周面に，その母線方向に延びる導電体４５が固着
されている。インターコネクタ４４はステンレス鋼より
なり，また導電体４５はＮｉ，ステンレス鋼等のフェル
ト状発泡体よりなる。
【００５６】第２〜第９セル主体部３７2 〜３７9 も前
記と同様の構造を有し，それら第１〜第９セル主体部３
７1 〜３７9 は，１つの空気室５８を共用することによ
って第１〜第９セル５1 〜５9 を構成する。
【００５７】空気室５８の相対向する両側壁内面にそれ
ぞれ集電体４６，４７が固着されており，一方の集電体
４６に第１セル主体部３７1 のインターコネクタ４４が
接続され，また導電体４５が第２セル主体部３７2 のイ
ンターコネクタ４４に接続される。また第２セル主体部
３７2 の導電体４５は第３セル主体部３７3 のインター
コネクタ４４に接続され，その第３セル主体部３７2 の
導電体４５は他方の集電体４７に接続される。このよう
な電気的接続構造は，列をなす第４〜第６セル主体部３
７4 〜３７6 および第７〜第９セル主体部３７7 〜３７
9 について同じである。
【００５８】この発電システム１は，水素吸蔵合金ＭＨ
を有する水素貯蔵器６を備えており，その水素貯蔵器６
は燃料電池３の水素通路６９に水素を供給する。水素貯
蔵器６は各セル主体部３７1 〜３７9 との間に熱の授受
を現出させるべく，その燃料電池３の容器４内に収容さ
れている。実施例における水素貯蔵器６は各セル主体部
３７1 〜３７9 内に設けられた９つの内在型貯蔵部６Ａ
と，各セル主体部３７ 1 〜３７9 外に設けられた４つの
外在型貯蔵部６Ｂとよりなり，各内，外在型貯蔵部６
Ａ，６Ｂは，下端壁に入口ｉを，また上端壁に出口ｏを
それぞれ有する円筒状器体４８，４９と，両器体４８，
４９内にそれぞれ収納された水素吸蔵合金ＭＨとを有す
る。
【００５９】第１セル主体部３７1 において，内在型貯
蔵部６Ａの器体４８はその外周面に母線方向に延びる複
数の凸条５０を有し，その器体４８は各凸条５０の頂面
が円筒状燃料極９の内周面に密着するようにその燃料極
９に嵌合されていて，相隣る両凸条５０間が水素通路６
９となる。
【００６０】各外在型貯蔵部６Ｂは，第１，第２，第
４，第５セル主体部３７1 ，３７2 ，３７4 ，３７5 に
より囲まれる空間，第２，第３，第５，第６セル主体部
３７2，３７3 ，３７5 ，３７6 により囲まれる空間，
第４，第５，第７，第８セル主体部３７4 ，３７5 ，３
７7 ，３７8 により囲まれる空間および第５，第６，第
８，第９セル主体部３７5 ，３７6 ，３７8 ，３７9 に
より囲まれる空間にそれぞれ配置され，各空気極８およ
び各器体４９間にはセラミック製絶縁体５１が介在す
る。
【００６１】第１セル主体部３７1 において，空気極
８，固体電解質７および燃料極９の長さは等しい（イン
ターコネクタ４４および導電体４５の長さは空気極８等
より短い）が，内在型貯蔵部６Ａの器体４８はそれらよ
りも長く，したがってその器体４８の両端部側は第１セ
ル主体部３７1 の両端面より突出している。これは第２
〜第９セル主体部３７2 〜３７9 において同じである。
また外在型貯蔵部６Ｂの各器体４９の長さは内在型貯蔵
部６Ａの各器体４８の長さに等しい。
【００６２】燃料電池３の容器４内は第１〜第４仕切り
板５２1 〜５２4 によって５室に区画されている。第１
仕切り板５２1 は，容器４の上部端板５３との間に放出
水素室５４を形成すべく，図１３に明示するように各器
体４８，４９の端部を貫通させる二種の複数の挿通孔５
５，５６を有する。内在型貯蔵部６Ａの器体４８に対応
する挿通孔５５は器体４８の各凸条５０に嵌合する複数
の凹条５７を有し，この凹凸嵌合によって器体４８周り
の各水素通路６９の放出水素室５４への連通が遮断され
る。外在型貯蔵部６Ｂの器体４９に対応する挿通孔５６
は器体４９外周面に密着するように円形に形成されてい
る。各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂの出口ｏは放出水素
室５４にそれぞれ連通する。
【００６３】第２仕切り板５２2 は，第１〜第９セル主
体部３７1 〜３７9 の環状上端面に気密性を以て当接し
て第１仕切り板５２1 との間に水素導入室７０を形成す
べく，図１３に明示するように各器体４８，４９を貫通
させる二種の複数の挿通孔５９，６０を有する。内在型
貯蔵部６Ａの器体４８に対応する挿通孔５９は器体４８
の各凸条５０頂面と密着するように円形に形成され，こ
れにより水素導入室７０が器体４８周りの各水素通路６
９に連通する。外在型貯蔵部６Ｂの器体４９に対応する
挿通孔６０は器体４９外周面に密着するように円形に形
成されている。
【００６４】第４仕切り板５２4 は，容器４の下部端板
６１との間に吸蔵水素室６２を形成すべく，図１４に明
示するように第１仕切り板５２1 と同様に，各器体４
８，４９の端部を貫通させる二種の複数の挿通孔６３，
６４を有する。内在型貯蔵部６Ａの器体４８に対応する
挿通孔６３は器体４８の各凸条５０に嵌合する複数の凹
条６５を有し，この凹凸嵌合によって器体４８周りの各
水素通路６９の吸蔵水素室６２への連通が遮断される。
外在型貯蔵部６Ｂの器体４９に対応する挿通孔６４は器
体４９外周面に密着するように円形に形成されている。
各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂの入口ｉは吸蔵水素室６
２にそれぞれ連通する。
【００６５】第３仕切り板５２3 は，第１〜第９セル主
体部３７1 〜３７9 の環状下端面に気密性を以て当接し
て第２仕切り板５２2 との間に前記空気室５８を形成す
ると共に第４仕切り板５２4 との間に水素導出室７１を
形成すべく，図１５に明示するように各器体４８，４９
を貫通させる二種の複数の挿通孔６７，６８を有する。
内在型貯蔵部６Ａの器体４８に対応する挿通孔６７は器
体４８の各凸条５０頂面と密着するように円形に形成さ
れ，これにより器体４８周りの各水素通路６９が水素導
出室７１に連通する。外在型貯蔵部６Ｂの器体４９に対
応する挿通孔６８は器体４９外周面に気密性を以て密着
するように円形に形成されている。
【００６６】図１６に示すように，空気供給装置１４か
ら延出する第１供給管１５1 が空気室５８上部の入口に
接続され，また空気室５８下部の出口に排気管１７が接
続される。放出水素室５４の出口および水素導入室７０
の入口間が第２供給管１５2により接続され，その第２
供給管１５2 に，放出水素室５４側より順次，第１開閉
弁２１1 ，水素冷却用熱交換器２２，第２開閉弁２１2
およびエゼクタ２３が装置される。水素導出室７１の出
口に第１戻し管２４1 の一端側が接続され，その他端側
はエゼクタ２３の吸込口に接続される。
【００６７】水素貯蔵器６の各内，外在型貯蔵部６Ａ，
６Ｂに水素を吸蔵させるべく次のような水素吸蔵装置２
６が付設されている。即ち，第３開閉弁２１3 を有する
第３供給管１５3 の一端側が，圧縮水素を有する水素供
給源２７に接続され，その他端側が吸蔵水素室６２の入
口に接続される。第２供給管１５2 の一部を共用すべ
く，その供給管１５2 の，熱交換器２２および第２開閉
弁２１2 間に第２戻し管２４2 の一端側が接続され，そ
の第２戻し管２４2 の他端側は第３供給管１５3の，第
３開閉弁２１3 および吸蔵水素室６２の入口間に接続さ
れる。第２戻し管２４2 に，熱交換器２２側より順次，
第４開閉弁２１4 ，一方向弁２９および循環ポンプ３０
が装置され，その一方向弁２９は水素供給源２７から第
２供給管１５2 側への直接的な水素の流れを阻止する。
【００６８】図１０に明示するように，両導線３３，３
４の一端が両集電体４６，４７にそれぞれ接続され，ま
た両導線３３，３４の他端が負荷３５にそれぞれ接続さ
れている。
【００６９】〔Ａ〕水素貯蔵器６の各内，外在型貯蔵部
６Ａ，６Ｂへの水素充填に当っては，第３，第１，第４
開閉弁２１3 ，２１1 ，２１4 を「開」，第２開閉弁２
１2を「閉」にし，次いで循環ポンプ３０を作動させ
る。水素供給源２７からの水素は第３供給管１５3 およ
び吸蔵水素室６２を経て各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂ
内に各入口ｉを通じて導入される。各内，外在型貯蔵部
６Ａ，６Ｂ内では水素吸蔵合金ＭＨによる水素の吸蔵が
行われ，吸蔵されなかった水素は循環ポンプ３０の吸引
力により水素吸蔵合金ＭＨ中より吸い出され，第１開閉
弁２１1 および熱交換器２２を経て第２戻し管２４2 に
至り，第４開閉弁２１4 ，一方向弁２９および循環ポン
プ３０を経て第３供給管１５3 に戻され，再び吸蔵水素
室６２より各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂに導入されて
吸蔵に付される。
【００７０】各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂにおける水
素吸蔵合金ＭＨの水素吸蔵過程ではその合金が発熱し，
各内在型貯蔵部６Ａの発生熱は器体４８を通じて各セル
主体部３７1 〜３７9 にその内側から直接的に伝播さ
れ，また各外在型貯蔵部６Ｂの発生熱は器体４９を通じ
て各セル主体部３７1 〜３７9 にその外側から伝播さ
れ，これにより各セル主体部３７1 〜３７9 が昇温して
第１〜第９セル５1 〜５9の起動準備がなされる。一
方，この熱の伝播は水素吸蔵合金ＭＨの温度上昇を抑制
するので，その合金ＭＨによる水素の吸蔵が促進され，
同時に前記同様に各セル主体部３７1 〜３７9 の昇温も
進行する。各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂで吸蔵されな
かった水素は，吸蔵による発生熱で加熱されているが，
その高温水素は熱交換器２２を通過するとき熱を奪われ
て温度降下するので，次の吸蔵過程が支障なく行われ
る。爾後，各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂの水素の充填
が終了し，また各セル５1 〜５9 の起動準備が終了す
る。第１，第３，第４開閉弁２１1 ，２１3 ，２１4 を
「閉」，第２開閉弁２１2 を「開」にした後循環ポンプ
３０の作動を停止する。
【００７１】〔Ｂ〕各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂおよ
び放出水素室５４内の水素圧は上昇しているので，第１
開閉弁２１1 を開くと水素が放出され，その水素は第２
供給管１５2 ，したがって第１開閉弁２１1 ，熱交換器
２２，第２開閉弁２１2 およびエゼクタ２３を経た後水
素導入室７０に導入されてそこを満たすと共に各水素通
路６９を流通する。一方，空気供給装置１４からの空気
が第１供給管１５1 を経て空気室５８に導入されてそこ
を満たす。これにより各セル５1 〜５9 が起動し，次い
で定常運転状態に移行する。そして，今度は各セル５1
〜５9 の運転に伴う発生熱が各内在型貯蔵部６Ａにはそ
の外周側から効率良く伝播され，また各外在型貯蔵部６
Ｂにも伝播されるので，各内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂ
から水素が放出され，次いで熱交換器２２により冷却さ
れた後水素導入室７０に導入され，これにより各セル５
1 〜５9 の運転が続行される。
【００７２】水素導出室７１の余剰水素は，その出口か
ら第１戻し管２４1 を経てエゼクタ２３より第２供給管
１５2 に戻される。また各空気室５８の余剰空気および
空気極８で生じた水蒸気は排気管１７を経て外部に排出
される。
【００７３】〔Ｃ〕各セル５1 〜５9 の運転を停止させ
る場合は，第１，第２開閉弁２１1，２１2 を「閉」に
し，また空気供給装置１４の作動を停止させる。
【００７４】〔Ｄ〕具体例 固体電解質７の構成材料として，Ｃｅ0.8 Ｓｍ0.2 Ｏ
1.9 （以下，ＳＤＣと称す）を，また燃料極９の構成材
料として，１０ｗｔ％ＳＤＣ−Ｎｉを，さらに空気極８
の構成材料として，Ｓｍ0.5 Ｓｒ0.5 ＣｏＯ3 をそれぞ
れ選定した。
【００７５】１０ｗｔ％ＳＤＣ−Ｎｉ粉末を用い押出
し成形を行うことによって円筒状燃料極用成形管を成形
し，次いでこの成形管を乾燥し，その後，成形管に１４
５０℃，１時間の焼結処理を施して円筒状燃料極を得
た。円筒状燃料極の外周面に，ＳＤＣをスラリーコー
ト法により塗布して割れ目４０等を持つ円筒状固体電解
質用塗布層を形成し，次いで，この積層管を乾燥し，そ
の後，積層管に１４５０℃，６時間の焼結処理を施して
円筒状燃料極９および円筒状固体電解質７よりなる焼結
管を得た。その焼結管の外周面にＳｍ0.5 Ｓｒ0.5 Ｃ
ｏＯ3 をスラリーコート法により塗布して割れ目４１を
持つ円筒状空気極用塗布層を形成し，次いでこの積層管
を乾燥し，その後，積層管に９５０℃，４時間の焼結処
理を施して，円筒状燃料極９，円筒状固体電解質７およ
び円筒状空気極８よりなる，外径２０mm，長さ１ｍの焼
結管を得た。この焼結管にインターコネクタ４４およ
び導電体４５を取付けて第１セル主体部３７1 を得た。
【００７６】同様の方法で，第２〜第９セル主体部３７
2 〜３７9 を製造した。
【００７７】ステンレス鋼製器体４８内に，水素吸蔵合
金ＭＨとして，水素吸蔵量が７．４ｗｔ％のＭｇ系合金
（例えば，Ｍｇ99.5Ｎｉ0.3 Ｆｅ0.2 ）を収納した９つ
の内在型貯蔵部６Ａを第１〜第９セル主体部３７1 〜３
７9 内にそれぞれ設置し，またステンレス鋼製器体４９
内に前記同様の水素吸蔵合金ＭＨを収納した４つの外在
型貯蔵部６Ｂを用意し，各セル主体部３７1 〜３７9 ，
各外在型貯蔵部６Ｂおよびステンレス鋼製容器４等を用
いて燃料電池３を構成し，またこの燃料電池３をステン
レス鋼製真空断熱ハウジング２内に収容し，また各種の
配管および配線を行って燃料電池発電システム１を構成
した。
【００７８】次いで，Ｍｇ系合金に水素を吸蔵させ，各
内，外在型貯蔵部６Ａ，６Ｂの温度が約３５０℃に達し
たとき水素吸蔵作業を停止し，容器４内の温度が約４０
０℃に上昇したとき，水素導入室７０および空気室５８
に水素および空気（酸化剤）をそれぞれ供給して発電を
行ったところ，０．１Ｗ／cm2 の出力密度を確認するこ
とができた。
【００７９】また発電を停止した後，２４時間経過後に
おける容器４内の温度は３８５℃であり，この保温効果
によって燃料電池３の再起動を容易に行うことができ
た。
【００８０】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば，水素貯蔵
器および燃料電池の発生熱を有効に利用し，また水素貯
蔵器から水素を放出させるための専用の加熱装置を不要
にした燃料電池発電システムを提供することができる。
【００８１】請求項２記載の発明によれば，燃料電池の
再起動性の良い燃料電池発電システムを提供することが
できる。
【００８２】請求項３記載の発明によれば，大なる水素
貯蔵量を有する燃料電池発電システムを提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料電池発電システムの第１実施例の要部破断
概略正面図である。
【図２】燃料電池発電システムの第１実施例の配管図で
ある。
【図３】燃料電池発電システムの第２実施例の概略平面
図である。
【図４】図３の４−４線拡大断面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】図３の要部破断拡大部分平面図で，図４の６−
６線断面図に相当する。
【図７】図４の７−７線断面図である。
【図８】図４の８−８線断面図である。
【図９】燃料電池発電システムの第２実施例の配管図で
ある。
【図１０】燃料電池発電システムの第３実施例の概略平
面図である。
【図１１】図１０の１１−１１線拡大断面図である。
【図１２】図１１の１２−１２線断面図である。
【図１３】図１０の要部破断拡大部分平面図で，図１１
の１３−１３線断面図に相当する。
【図１４】図１１の１４−１４線断面図である。
【図１５】図１１の１５−１５線断面図である。
【図１６】燃料電池発電システムの第３実施例の配管図
である。
【符号の説明】
１…………燃料電池発電システム ２…………断熱ハウジング ３…………燃料電池 ４…………容器 ６…………水素貯蔵器 ６1 〜６4 ……第１〜第４貯蔵部 ６Ａ………内在型貯蔵部 ６Ｂ………外在型貯蔵部 ＭＨ………水素吸蔵合金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿屋 出 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 細江 光矢 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CX04 EE08 EE13 5H027 AA06 BA14 CC00 CC03 5H040 AA29 AT10 AY05 LL02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料電池（３）と，その燃料電池（３）
    に水素を供給すべく水素吸蔵合金（ＭＨ）を有する水素
    貯蔵器（６）とを備え，その水素貯蔵器（６）は，前記
    燃料電池（３）との間に熱の授受を現出させるべく，そ
    の燃料電池（３）内に収容されていることを特徴とする
    燃料電池発電システム。
  2. 【請求項２】 前記燃料電池（３）は断熱ハウジング
    （２）内に収容されている，請求項１記載の燃料電池発
    電システム。
  3. 【請求項３】 前記水素吸蔵合金（ＭＨ）はＭｇ系合金
    である，請求項１または２記載の燃料電池発電システ
    ム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005026070A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Sony Corp 燃料電池
JP2008512611A (ja) * 2004-09-03 2008-04-24 グロス，カール 水素貯蔵および一体型燃料電池アセンブリ
WO2013107619A1 (de) * 2012-01-18 2013-07-25 Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen Vorrichtung zur energieumwandlung mit reversibler energiespeicherung

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WO2013107619A1 (de) * 2012-01-18 2013-07-25 Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen Vorrichtung zur energieumwandlung mit reversibler energiespeicherung

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