JP2005216708A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも一つの隔膜10と、隔膜10の一方に燃料ガスあるいは酸化剤ガスを供給排出し、他方に水を含む液体を供給排出して、隔膜10を介して、燃料ガスあるいは酸化剤ガス中に含まれる水溶性の不純物を除去する燃料ガスあるいは酸化剤ガス不純物除去手段9を備え、大気中あるいは改質ガス中に存在する可能性のある水溶性の不純物を除去することができ、不純物による触媒の被毒や、イオン導電性の低下を防ぎ、電池電圧の低下を抑制することができる。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の燃料電池発電装置の構成図を示すものである。図1において、1は水素イオン伝導性を有するパーフルオロカーボンスルフォン酸ポリマからなる膜状の固体高分子電解質であり、電解質1の両面には一対の電極、アノード21およびカソード22が形成されている。電解質1は、水分を取り込むことにより、電解質1内のスルフォン酸基の水素イオンが解離して電荷担体となり、スルフォン酸基がいくつか凝集して形成される逆ミセル構造の中を通過することで水素イオン伝導性を示す。含水率が下がると電解質1の導電率が低下するため、ガスを加湿して供給し、電解質1膜の乾燥を防ぐ方法をとった。
図2は、本発明の実施の形態2の燃料電池発電装置の概略構成図である。図2おいて、実施の形態1と異なる点は、燃料ガスでなく、酸化剤ガスに含まれる不純物を除去する酸化剤ガス不純物除去手段11を備えたところである。それ以外の構成は実施の形態1と同じである。
図3は、本発明の実施の形態3の燃料電池発電装置の概略構成図である。図3において、実施の形態1と異なる点は、燃料ガス不純物除去手段9だけでなく、酸化剤ガス不純物除去手段11も備えたところである。それ以外の構成は実施の形態1と同じである。
図4は、本発明の実施の形態4の燃料電池発電装置の概略構成図である。図4において、実施の形態3と異なる点は、燃料ガス不純物除去手段9あるいは酸化剤ガス不純物除去手段11の第一隔膜30または第二隔膜31を介して、不純物を溶解させる水などの液体として、燃料電池を冷却する冷却水を用いるところである。
9 燃料ガス不純物除去手段
10、12 隔膜
11 酸化剤ガス不純物除去手段
21 電極(アノード)
22 電極(カソード)
30 第一隔膜
31 第二隔膜
41、42 セパレータ板
Claims (11)
- 少なくとも一つの隔膜と、前記隔膜の一方に少なくとも水素を含む燃料ガスを供給排出し、他方に少なくとも水を含む液体を供給排出して、前記隔膜を介して、前記燃料ガス中に含まれる水溶性の不純物を除去する燃料ガス不純物除去手段と、電解質と、前記電解質を挟む一対の電極と、前記電極の一方に不純物を除去した前記燃料ガスを供給排出し、他方に少なくとも酸素を含む酸化剤ガスを供給排出するガス流路を有する一対のセパレータ板とからなる少なくとも一つのセルを備えた燃料電池を備えてなる燃料電池発電装置。
- 少なくとも一つの隔膜と、前記隔膜の一方に少なくとも酸素を含む酸化剤ガスを供給排出し、他方に少なくとも水を含む液体を供給排出して、前記隔膜を介して、前記酸化剤ガス中に含まれる水溶性の不純物を除去する酸化剤ガス不純物除去手段と、電解質と、前記電解質を挟む一対の電極と、前記電極の一方に少なくとも水素を含む燃料ガスを供給排出し、他方に不純物を除去した前記酸化剤ガスを供給排出するガス流路を有する一対のセパレータ板とからなる少なくとも一つのセルを備えた燃料電池を備えてなる燃料電池発電装置。
- 少なくとも一つの第一隔膜と、前記第一隔膜の一方に少なくとも水素を含む燃料ガスを供給排出し、他方に少なくとも水を含む液体を供給排出して、前記第一隔膜を介して、前記燃料ガス中に含まれる水溶性の不純物を除去する燃料ガス不純物除去手段と、少なくとも一つの第二隔膜と、前記第二隔膜の一方に少なくとも酸素を含む酸化剤ガスを供給排出し、他方に少なくとも水を含む液体を供給排出して、前記第二隔膜を介して、前記酸化剤ガス中に含まれる水溶性の不純物を除去する酸化剤ガス不純物除去手段と、電解質と、前記電解質を挟む一対の電極と、前記電極の一方に不純物を除去した前記燃料ガスを供給排出し、他方に不純物を除去した前記酸化剤ガスを供給排出するガス流路を有する一対のセパレータ板とからなる少なくとも一つのセルを備えた燃料電池を備えてなる燃料電池発電装置。
- 燃料ガス不純物除去手段あるいは酸化剤ガス不純物除去手段に、燃料電池を冷却する冷却水を供給排出する請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池発電装置。
- 加湿された燃料ガスあるいは酸化剤ガスの燃料電池からのオフガスを凝縮させる燃料電池オフガス凝縮手段を備え、前記燃料電池オフガス凝縮手段で凝縮した水を燃料ガス不純物除去手段あるいは酸化剤ガス不純物除去手段に供給排出する請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池発電装置。
- 燃料ガスを生成する燃料処理部と、前記燃料処理部の排ガスを凝縮させる排ガス凝縮手段を備え、前記排ガス凝縮手段で凝縮した水を燃料ガス不純物除去手段あるいは酸化剤ガス不純物除去手段に供給排出する請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池発電装置。
- イオン交換樹脂手段を備え、燃料ガス不純物除去手段あるいは酸化剤ガス不純物除去手段から排出される不純物が含まれた液体を、前記イオン交換樹脂手段を通流させ、前記不純物を除去して前記液体を再生する請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池発電装置。
- 活性炭フィルタを備え、酸化剤ガス不純物除去手段から排出される不純物が含まれた液体を、前記活性炭フィルタを通流させ、前記不純物を除去して前記液体を再生する請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池発電装置。
- 燃料ガス不純物除去手段あるいは酸化剤ガス不純物除去手段は、酸性溶液を供給排出する請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池発電装置。
- 燃料ガス不純物除去手段あるいは酸化剤ガス不純物除去手段は、アルカリ性溶液を供給排出する請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池発電装置。
- 燃料ガス不純物除去手段あるいは酸化剤ガス不純物除去手段は、酸性溶液を供給排出する第一不純物除去部と、アルカリ性溶液を供給排出する第二不純物除去部を備えた請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池発電装置。
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